DE10115442B4

DE10115442B4 - Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE10115442B4
Application number: DE10115442A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Amou; Yoshio Okamoto; Takehiko Kashiwa Kowatari; Ayumu Narita Miyajima; Yuzo Ishioka Kadomukai; Toru Kitaibaraki Ishikawa; Masami Hitachinaka Nagano; Takanobu Hitachinaka Ichihara; Hiroaki Hitachinaka Saeki; Kenji Hitachinaka Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: DE10115442A1; US6508236B2; US20010025628A1

Abstract

Kraftstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, in der eine Zerstäubung eines von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls (6) durch die Wirkung eines Gases gefördert wird, wobei der zerstäubte Kraftstoffsprühstrahl (6) stromabseitig von einer Drosselklappe (4) einem Einlassrohr (5), das die Drosselklappe (4) enthält, zugeführt wird, mit
einem ersten Gasdurchlass (5a), der Zerstäubungsgas (10a) einleitet, das auf den von einer Einspritzdüse (24) der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls (6) wirkt, um die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls (6) zu fördern,
einem zweiten Gasdurchlass (5b) zum Einleiten eines Trägergases (10b) zu dem Kraftstoffsprühstrahl (6) zur Erzeugung eines gemischten Gases, und
einer Heizeinrichtung (70); die so angeordnet ist, dass sie einen Durchlass für das gemischte Gas bildet,
wobei das Trägergas (10b) derart zugeführt wird, dass es den Kraftstoffsprühstrahl (6) umgibt,
der erste Gasdurchlass (5a) mit einem Zerstäubungsgasdurchlass (7) verbunden ist, der eine Öffnung aufweist, die unmittelbar stromab der Einspritzdüse (24) angeordnet ist,...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs und auf eine Brennkraftmaschine mit dieser Kraftstoffzufuhrvorrichtung, und insbesondere auf eine Technik, die das Start-Betriebsverhalten einer Brennkraftmaschine verbessern und die Menge schädlicher Substanzen, insbesondere HC, die von der Brennkraftmaschine emittiert werden, verringern kann.
Als ein Mittel zum Verbessern des Start-Betriebsverhaltens und zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs sowie zur Verringerung schädlicher Substanzen, insbesondere HC, der Brennkraftmaschine ist es wirksam, den von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffsprühstrahl zu zerstäuben und die Menge des Kraftstoffs, der an einer inneren Oberfläche des Einlaßrohrs anhaftet, zu verringern. Ferner kann durch Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls eine Verbrennungsstabilität erhalten werden.

Es ist bekannt, daß eine Hilfskraftstoffeinspritzeinrichtung, die beim Starten einer Brennkraftmaschine verwendet wird, vorgesehen wird, um der Brennkraftmaschine einen stark zerstäubten Kraftstoffsprühstrahl zuzuführen. In der Beschreibung und den Zeichnungen von US 5.482.023A ist ein Kaltstart-Kraftstoffsteuersystem offenbart, das eine Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine Heizeinrichtung und ein Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (im folgenden mit ISC-Ventil bezeichnet) umfaßt.

In diesem System wird ein Teil der Luft vom ISC-Ventil (eine erste Luftströmung) mit dem von der Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoff vermischt. Daher ist eine Öffnung eines Luftströmungsdurchlasses vom ISC-Ventil ringförmig ausgebildet, um einen Auslaßabschnitt der Kaltstart- Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu umgeben. Der Kraftstoff von der Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung tritt zusammen mit der ersten Luftströmung direkt nach der Vermischung in eine zylindrische Heizeinrichtung ein, die hinter der Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung angeordnet ist.

Andererseits ist in einem äußeren Umfang der Heizeinrichtung ein Luftdurchlaß ausgebildet, der ermöglicht, daß ein Teil der Luft vom ISC-Ventil hindurchströmt, wobei sich die durch diesen Luftdurchlaß strömende Luft (eine zweite Luftströmung) mit dem Kraftstoffsprühstrahl, der sich durch die Heizeinrichtung selbst bewegt hat, am Auslaßabschnitt der Heizeinrichtung vermischt. Die Verdampfung des von der Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung durch die Heizeinrichtung sich bewegenden Kraftstoffs wird gefördert, ferner wird seine Verdampfung gefördert, indem er mit der zweiten Luftströmung am Auslaßabschnitt der Heizeinrichtung vermischt wird.

In dem herkömmlichen System ist eine Mischkammer zum Vermischen des Kraftstoffs und der Luft in der zylindrischen Heizeinrichtung ausgebildet, um eine Art Zerstäuber zu bilden, der als den Auslaß einen Heizeinrichtungsauslaß besitzt, in dem beginnend bei der Einlaßseite nacheinander die Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung, der Mischpunkt des von der Kaltstart-Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffs mit der Luftströmung und die Mischkammer, die in der Heizeinrichtung ausgebildet ist, angeordnet werden. Es ist ersichtlich, daß der Zerstäuber ein Zerstäuber des Typs mit Luftunterstützung ist, der die Energie der Luftströmung nutzt, und außerdem ein Zerstäuber des Typs mit interner Vermischung ist, der eine Luft/Flüssigkeits-Vermischung durch Vermischen des Kraftstoffs mit der Luft im Zerstäuber bewerkstelligt.

In dem System ist der Kraftstoffsprühstrahl stets mit der Innenwandoberfläche der Mischkammer, d. h. mit der Innenwandoberfläche der Heizeinrichtung, in Kontakt, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird. Daher wird die Belastung der Heizeinrichtung hinsichtlich der Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls groß, so daß die verbrauchte elektrische Leistung ebenfalls ansteigt.

Die US 5 598 826 A zeigt ein Kaltstartkraftstoffsteuersystem für eine Brennkraftmaschine, bei der ein erster Kanal vorgesehen ist, der stromauf einer Drosselklappe von einem Einlaßkanal abzweigt und zu einer Einspritzdüse führt. Weiterhin ist ein zweiter Kanal vorgesehen, der stromauf der Drosselklappe vom Einlaßkanal abzweigt und stromab der Einspritzdüse in den Einlaßkanal mündet. Stromab der Mündung des zweiten Kanals ist eine Heizeinrichtung vorgesehen. Durch die zylindrische Form des Einlaßkanals zwischen der Kraftstoffdüse und der Heizeinrichtung kann es zu Anhaftungen von Kraftstoff im Einlaßkanal kommen, und weiterhin sind keine zusätzlichen Mittel zur Verbesserung der Kraftstoffzerstäubung vorgesehen.

Die DE 29 36 426 A1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Ringkanal zur Zuführung von Nebenluft zu dem eingespritzten Kraftstoff.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine mit dieser Vorrichtung zu schaffen, bei denen die Zuverlässigkeit und die Dauerhaftigkeit einer Heizeinrichtung durch Verringern der von ihr verbrauchten elektrischen Energie verbessert sind und ein Anhaften von Kraftstoff verringert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung eine Kraftstoffzerstäubungsvorrichtung zum Zerstäuben eines von einer Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls durch die Wirkung eines Gases, wobei der zerstäubte Kraftstoffsprühstrahl stromabseitig von einer Drosselklappe einem die Drosselklappe aufweisenden Einlaßrohr zugeführt wird, wobei die Kraftstoffzufuhrvorrichtung einen ersten Gasdurchlaß zum Einleiten von Zerstäubungsgas, das auf den von einem Flüssigkraftstoff-Einspritzloch der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffsprühstrahl wirkt, um die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls zu fördern, wobei der erste Gasdurchlaß in die Umgebung um das Flüssigkraftstoff-Einspritzloch mündet; einen zweiten Gasdurchlaß zum Erzeugen eines Gasgemisches durch Einleiten eines Trägergases in den Kraftstoffsprühstrahl, damit es den Kraftstoffsprühstrahl, dessen Zerstäubung durch das Zerstäubungsgas gefördert wird, umgibt; und eine Heizeinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie sich im Umfangsbereich eines Trägerdurchlasses des Gasgemisches befindet, umfaßt.

Da auf diese Weise das Zerstäubungsgas die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls fördert und der Kraftstoffsprühstrahl, dessen Zerstäubung gefördert wird, transportiert wird, indem er durch das Trägergas umgeben wird, wird die Belastung der Heizeinrichtung verringert und wird die Menge des Kraftstoffs, der an der Wandoberfläche anhaftet, verringert.

1 ist ein schematischer Blockschaltplan, der eine erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine zeigt, in der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Kraftstoffzufuhrvorrichtung zeigt, die in 1 gezeigt ist;
3(b) ist eine Ansicht, die ein Trägergas-Verwirbelungselement in der in 2 gezeigten Kraftstoffzufuhrvorrichtung bei Betrachtung in Richtung der Luftströmung zeigt, während
3(a) eine Querschnittsansicht ist, die das Trägergas-Verwirbelungselement in der Ebene der Linie A-A von 3(b) zeigt;
4(a) ist eine Ansicht, die ein Zerstäubungsgas-Verwirbelungselement in der in 2 gezeigten Kraftstoffzufuhrvorrichtung bei Betrachtung in Richtung der Luftströmung zeigt, während 4(b) eine Querschnittsansicht ist, die das Trägergas-Verwirbelungselement in der Ebene der Linie A-A von 4(a) zeigt;
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnis und der durch schnittlichen Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls bei konstantem Druck im Einlaßrohr zeigt;
6 ist ein schematischer Blockschaltplan, der eine zweite Ausführungsform einer Brennkraftmaschine zeigt, in der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Brennkraftmaschine zeigt, in der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist;
8 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die die in 7 gezeigte Kraftstoffzufuhrvorrichtung zeigt;
9 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den Zerstäuberabschnitt der in 7 gezeigten Kraftstoffzufuhrvorrichtung zeigt; und
10(a), 10(b) und 10(c) sind Graphen, die Wirkungen der Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls auf die Reinigung des Abgases erläutern.
Im folgenden wird mit Bezug auf die 1 bis 4 eine erste Ausführungsform einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung und einer Brennkraftmaschine, in der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist, beschrieben. Die erste Ausführungsform verwendet als Zerstäubungsgas zur Förderung der Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls und außerdem als Trägergas zum Transportieren des zerstäubten Kraftstoffsprühstrahls Einlaßluft.
1 ist ein schematischer Blockschaltplan, der die erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine zeigt, in der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist und die eine Brennkraftmaschine mit Zündung ist, die unter Verwendung von Benzin als Kraftstoff betrieben wird.
Eine Brennkraftmaschine 1 umfaßt eine Brennkammer 54, die eine Zündkerze 53 enthält, die zur Brennkammer 54 freiliegt; ein Einlaßloch 55 zum Einleiten eines Gemisches aus Luft und Kraftstoff in die Brennkammer 54; ein Einlaßventil 44 zum Öffnen und Schließen des Einlaßlochs 55; ein Auslaßloch 59 zum Ausstoßen von Gas, nachdem es verbrannt worden ist; und ein Auslaßventil 58 zum Öffnen und Schließen des Auslaßlochs 59.
Die Brennkraftmaschine 1 umfaßt ferner in einem Seitenabschnitt der Brennkammer 54 einen Wassertemperatursensor 56 zum Erfassen der Temperatur des Motorkühlwassers, um einen Betriebszustand zu erfassen, sowie in einem unteren Abschnitt der Brennkammer 54 einen Drehzahlsensor (in der Figur nicht gezeigt), wodurch ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 erfaßt werden kann.
Ein Einlaßsystem zum Einlassen von Luft in die Brennkammer 54 umfaßt einen Luftreiniger 46; einen Luftdurchflußmengensensor 11; eine Drosselklappe 4 und einen Drosselsensor 52, die eine Einlaßsteuereinheit bilden; und ein Einlaßrohr 5. Das Einlaßrohr 5 enthält ein Einlaßsammelrohr 3 und einen Einlaßkrümmer 47, der mit dem Einlaßloch 55 verbunden ist. Der Einlaßkrümmer 47 ist ausgehend vom Einlaßsammelrohr 3 an mehrere Zylinder verzweigt, 1 zeigt jedoch nur einen Zylinderabschnitt.
Eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für die Brennkraftmaschine 1 in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine erste Kraftstoffzufuhrvorrichtung und eine zweite Kraftstoffzufuhrvorrichtung. Die erste Kraftstoffzufuhrvorrichtung ist aus einer ersten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 2 aufgebaut, die an einer Position vor jedem der Einlaßventile 44 der Zylinder und hinter dem Einlaßsammelrohr 3 angeordnet ist. Die erste Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 2 spritzt Kraftstoff in den Bereich vor dem Einlaßventil 44, das in einem Wandabschnitt des Einlaßkrümmers 47 angeordnet ist, um das Einlaßloch 55 zu öffnen und zu schließen, ein.
Die zweite Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 ist im Einlaßsystem vor dem Einlaßsammelrohr 3 angeordnet. Die zweite Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 umfaßt ein Einlaßrohr 5, das eine Drosselklappe 4 enthält; Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b, die vom Einlaßrohr 5 stromaufseitig von der Drosselklappe 4 abzweigen; ein ISC-Ventil 73, das in einem Mittelabschnitt des Einlaßumgehungsrohrs 5b angeordnet ist; und eine zweite Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9, die Kraftstoff gemeinsam in die Zylinder einspritzt.
Die Zerstäubung des von der zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls 6 wird durch die Luft, die durch die Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b geschickt wird, gefördert, um ein Gasgemisch zu erzeugen, das dem Einlaßsammelrohr 3 zugeführt wird. Die Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b können im stromaufseitigen Abschnitt zu einem gemeinsamen Rohr ausgebildet sein und in einem mittleren Abschnitt (im stromabseitigen Abschnitt) aufgezweigt sein. Die zweite Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 dient hauptsächlich dazu, Kraftstoff im Aufwärm-Leerlaufbetrieb zuzuführen, wobei die Menge des zugeführten Kraftstoffs durch die zweite Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 gesteuert wird und die Menge der Einlaßluft durch das ISC-Ventil 73 gesteuert wird.
Die erste Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 2 ist am Wandabschnitt des Einlaßkrümmers 47 angeordnet und spritzt Kraftstoff in Richtung zum Einlaßventil 44 ein. Die zweite Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 wird während einer vorgegebenen Zeitperiode im Aufwärmbetrieb der Brennkraftmaschine 1 betrieben. Jede der ersten und zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtungen 2, 9 verwendet ein Einspritz ventil des elektromagnetischen Typs und steuert die Menge des eingespritzten Kraftstoffs durch die Zeitperioden, in denen ein Ventil und eine Ventilplatte in der Kraftstoffeinspritzeinrichtung geöffnet und geschlossen sind. Die Steuerung der Menge des eingespritzten Kraftstoffs erfolgt durch eine Motorsteuereinheit (im folgenden mit ECU bezeichnet) entsprechend dem Betriebszustand wie etwa der anhand eines Signals vom Sensor erfaßten Einlaßluftmenge.
Weiterhin ist jede der ersten und zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtungen 2, 9 ein Kraftstoffeinspritzventil des Typs mit einlaßseitiger Verwirbelung und umfaßt ein Element (Kraftstoffverwirbelungselement) für die Beaufschlagung des Kraftstoffs mit einer Verwirbelungskraft stromaufseitig von der Ventilplatte und spritzt den Kraftstoff ein, während sie ihm eine Verwirbelung aufprägt, wenn er sich durch das auf der Auslaßseite der Ventilplatte angeordnete Flüssigkraftstoff-Einspritzloch bewegt. Dadurch wird ein kegelförmiger und ausgezeichnet zerstäubter Kraftstoffsprühstrahl gebildet.
Die Menge der Einlaßluft, die der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, wird unter Verwendung des Luftdurchflußmengensensors 11, der Drosselklappe 4, des Drosselklappensensors 52, des ISC-Ventils 73 und dergleichen genau gemessen. Die Drosselklappe 4 ist ein Einlaßluft-Steuerelement zum Verändern der Menge der in das Einlaßrohr 5 strömenden Luft, indem es im Einlaßrohr 5 gedreht wird, um die auf den Querschnitt des Einlaßrohrs 5 projizierte Luftströmungsfläche zu ändern.
Das Abgassystem umfaßt einen Abgaskrümmer 48, einen Sauerstoffkonzentrationssensor 50 zum Messen der Sauerstoffkonzentration im Abgas; einen dreifachen katalytischen Umsetzer 51 zur Abgasreinigung; und einen (in der Figur nicht gezeigten) Schalldämpfer und dergleichen.
Der dreifache katalytische Umsetzer 51 reinigt mit hoher Reinigungsrate NO_x, CO und HC, die von der Brennkraftmaschine 1, die in der Nähe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses betrieben wird, ausgestoßen werden.
Vor dem Starten der Brennkraftmaschine 1 beaufschlagt das Kraftstoffzufuhrsystem den Kraftstoff (Benzin) 41 in einem Kraftstofftank 40 unter Verwendung einer Kraftstoffpumpe 42 mit Druck, um den Kraftstoff zur ersten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 2 und zur zweiten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 mit einem im voraus festgelegten Druck durch ein Filter 43 zu pumpen. Der Kraftstoffdruck wird durch eine Druckeinstelleinrichtung 45 eingestellt, so daß die Druckdifferenz zu einem Druck im Einlaßrohr konstant wird. In der oben beschriebenen Konstruktion wird das Gasgemisch aus dem von den ersten und zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtungen 2, 9 eingespritzten Kraftstoff und der Einlaßluft 10 im Einlaßhub in die Brennkammer 54 gesaugt und wird das angesaugte Gasgemisch im Verdichtungshub komprimiert und anschließend durch die Zündkerze 53 gezündet, um verbrannt zu werden. Das Abgas 26, das von der Brennkraftmaschine 1 im Ausstoßhub ausge stoßen wird, wird aus dem Abgassystem zur Atmosphäre abgegeben.
Die Konstruktion der zweiten Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 wird mit Bezug auf 2 im einzelnen beschrieben. 2 ist eine vergrößerte Längsschnitt-Seitenansicht, die die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 zeigt.
Ein Ende des Einlaßumgehungsrohrs 5a ist mit einer Druckeinstellkammer 101a, verbunden, um die Einlaßluft zur Druckeinstellkammer 101a als Zerstäubungsluft 10a zu liefern. Ein Einlaßumgehungsrohr 5b besitzt an einer Position in der Mitte des Einlaßumgehungsrohrs 5b das ISC-Ventil 73. Die Position in der Mitte des Einlaßumgehungsrohrs 5b kann den Einlaßabschnitt oder den Auslaßabschnitt umfassen, weshalb das ISC-Ventil 73 beispielsweise zwischen dem Auslaßabschnitt (dem Endabschnitt auf der Auslaßseite) des Einlaßumgehungsrohrs 5b und der Druckeinstellkammer 101b angeordnet sein kann. Der Endabschnitt des Einlaßumgehungsrohrs 5b auf der Auslaßseite ist mit der Druckeinstellkammer 101b verbunden (steht mit dieser in Verbindung), um die Einlaßluft zur Druckeinstellkammer 101b als Trägerluft 10b zu liefern. Die Druckkammern 101a und 101b sind voneinander durch eine Trennwand 101c getrennt.
Ein Zerstäubungsbasiselement 102 ist mit dem Auslaßabschnitt der Druckkammern 101a und 101b verbunden. In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Zer stäubungsbasiselement 102 zylindrisch ausgebildet, wobei auf der Auslaßseite eine zylindrische Mündung 17 und eine Heizeinrichtung 70 miteinander verbunden sind, um in dem Zerstäubungsbasiselement 102 eine Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 zu bilden.
Das Zerstäubungsbasiselement 102 umfaßt einen Zerstäubungsgasdurchlaß 102a und einen Trägergasdurchlaß 102b, wobei jede der Druckeinstellkammern 101a und 101b mit dem Zerstäubungsgasdurchlaß 102a und mit dem Trägergasdurchlaß 102b in Verbindung steht.
In dem Zerstäubungsbasiselement umfaßt das Zerstäubungsbasiselement 102 ein Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Einpaßloch 102c, das mit der Einlaßseite einer Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 in Verbindung steht, wobei in das Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Einpaßloch 102c eine Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 und eine Einspritzeinrichtungshalterung 120 sowie die zweite Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 konzentrisch so eingepaßt sind, daß sie in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Der Zerstäubungsgasdurchlaß 102a steht mit einem Düsendurchlaß 103 in Verbindung, der in der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 angeordnet ist. Der Düsendurchlaß 103 steht mit einem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 eines ringförmigen Spalts in Verbindung, der durch eine Innenwandoberfläche (innere Umfangsfläche) 133 der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130, eine Außenwandoberfläche (eine äußere Umfangsfläche) 121 der Einspritzeinrichtungshalterung 120 und eine vordere Stirnfläche 24a einer Einspritzdüse bzw. Flüssigkeits-Einspritzdüse 24 der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 gebildet ist.
Die vordere Stirnfläche 24a der Flüssigkeitseinspritzdüse 24 besitzt ein (in der Figur nicht gezeigtes) Kraftstoffeinspritzloch, wobei die Öffnung des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 unter Verwendung der vorderen Stirnfläche 24a als Teil der Durchlaßwand des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 in die Nähe des Kraftstoffeinspritzlochs der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 gebracht wird, damit die Einlaßluft 10a für die Zerstäubung wirksam auf den sich aufbauenden Endabschnitt des Kraftstoffsprühstrahls 6, der von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, wirken kann.
Wie später beschrieben wird, wird dann, wenn der versprühte Kraftstoff in der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 mit einer Verwirbelungskraft beaufschlagt wird, der Radius der Verwirbelung des Kraftstoffsprühstrahls 6 mit zunehmendem Abstand von dem Kraftstoffeinspritzloch der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 größer. Daher kann, da der Zerstäubungsgasdurchlaß 7 durch Annähern an das Kraftstoffeinspritzloch längs der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkeits-Einspritzdüse 24 der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 geöffnet wird, die Länge des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 in radialer Richtung vergrößert werden, weshalb es vorteilhaft ist, der Zerstäubungsluftströmung eine Richtungseigenschaft zu verleihen.
Da ferner die Größe der Einspritzöffnung bzw. des Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzlochs 12 der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130, die dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 folgt, kleiner ausgebildet werden kann, kann die Entwurfsfreiheit für die Abmessungen der Teile, die von dem Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 verschieden sind, durch dessen verringerte Größe erhöht werden.
Das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 ist an einer Position gebohrt, die der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 in der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 gegenüberliegt, wobei das stromabseitige Ende des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 mit der Innenwandoberfläche (der inneren Umfangsfläche) einer zylindrischen Führung 131, die sich zur Auslaßseite der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 durch das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 von der Öffnung erstreckt, in Verbindung steht.
Das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 ist eine Mündung mit dünner Kante, so daß die Länge des Abschnitts des Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzlochs 12, der parallel zur Strömungsrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 und der Zerstäubungsluft 10a ist, die im Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 strömen, so kurz wie möglich ausgebildet werden kann. Außerdem hat das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 eine Form, derart, daß die Querschnittsfläche des Durchlasses zur Auslaßseite zunimmt, wobei das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 nach der Erweiterung mit der Innenwandoberfläche (der inneren Umfangsfläche) 134 der Führung 131 verbunden ist. Die Führung 131 ist derart geformt, daß sowohl die innere Umfangsfläche 134 als auch die äußere Umfangsfläche 135 der Führung 131 zur Strömungsrichtung auf einer vorgegebenen Länge L parallel sind.
Der Trägergasdurchlaß 102b steht mit einem Trägergasdurchlaß 8 in Verbindung, der ein ringförmiger Spalt ist, der durch die Innenwandoberfläche (eine innere Umfangsfläche) 150 des Zerstäubungsbasiselements 102, einen Teil der Außenwandoberfläche 132 der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 und die Außenwandoberfläche 135 der Führung 131 gebildet ist.
Der Zerstäubungsgasdurchlaß 102a und der Trägergasdurchlaß 102b sind auf der Einlaßseite der Mündung 17, die mit dem Auslaßabschnitt des Zerstäubungsbasiselements 102 über die ringförmigen Spalte des Zerstäubergasdurchlasses 7 bzw. des Trägergasdurchlasses 8 verbunden ist, zusammengeführt. Die Mündung 17 besitzt eine verjüngte Form, derart, daß die Querschnittsfläche des Durchlasses zur Auslaßseite abnimmt. Weiter stromabwärts von der Mündung 17 ist die zylindrische Heizeinrichtung 70, die den Durchlaß für den Kraftstoffsprühstrahl 6 in der zylindrischen Heizeinrichtung 70 bildet, mit der Mündung 17 verbunden. Die Heizeinrichtung 70 ist so beschaffen, daß der Auslaß der Heizeinrichtung 70 mit dem Innenraum des Einlaßsammelrohrs 3 in Verbindung steht.
Die oben beschriebenen Teile bilden grundsätzlich den Kraftstoffzerstäuber, der das Gasgemisch wirksam erzeugt und zur Auslaßseite transportiert (liefert), indem er den Kraftstoffsprühstrahl 6, der von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, zerstäubt und Gas und Flüssigkeit mischt, indem er die Zerstäubungsluft 10a, die Trägerluft 10b und die Heizeinrichtung 70 nutzt.
Nun wird die Strömung der Einlaßluft 10 beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, entsteht im Einlaßrohr 5, dass das Einlaßsammelrohr 3 umfaßt, bei einer Drehung der Brennkraftmaschine 1 ein vorgegebener Unterdruck. Die Einlaßluft 10, die von außen durch den Unterdruck in das Einlaßrohr 5 angesaugt wird, wird durch Schicken durch den Luftreiniger 46 gefiltert, woraufhin die Menge der Einlaßluft 10 durch den Luftdurchflußmengensensor 11 gemessen wird und die Einlaßseite der Drosselklappe 4 erreicht. Bei einem Startbetrieb oder während eines Leerlaufbetriebs strömt nahezu die gesamte Einlaßluft 10 in die Einlaßumgebungsrohre 5a, 5b als Zerstäubungsluft 10a bzw. als Trägerluft 10b und erreicht das ISC-Ventil 73.
Das ISC-Ventil 73 steuert die Durchflußmenge der Trägerluft 10b, die durch das Einlaßumgehungsrohr 5b strömt. Im Startbetrieb und während eines Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine 1 wird die Durchflußmenge der erforderlichen Einlaßluft 10 durch das ISC-Ventil 73 gesteuert, da die Drosselklappe 4 geschlossen ist (sich im vollständig geschlossenen Zustand befindet). Ferner ist die Durchflußmenge der Trägerluft 10b im Vergleich zur Durchflußmenge der Zerstäubungsluft 10a sehr groß und kann eine ausreichende Durchflußmenge der Einlaßluft schaffen, die beim Startbetrieb und während eines Leerlaufbetriebs erforderlich ist. Daher kann der Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 1 durch Steuern der Durchflußmenge der Trägerluft 10b und ohne Steuern der Durchflußmenge der Zerstäubungsluft 10a ausgeführt werden.
Ein Teil der Einlaßluft 10 strömt in die Brennkammer 54 als Einlaßluft 10c, indem sie durch einen sehr schmalen Spalt zwischen der Drosselklappe 4 und dem Einlaßrohr 5 entweicht, selbst wenn sich die Drosselklappe 4 im vollständig geschlossenen Zustand befindet. Die Menge der Einlaßluft 10c ist jedoch im Vergleich zur Menge der Zerstäubungsluft 10a und zur Menge der Trägerluft 10b vernachlässigbar klein.
Obwohl jedes der Einlaßumgehungsrohre 5a und 5b in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung vom Einlaßrohr 5 abgezweigt ist, können diese Durchlässe zu einem einzelnen Durchlaß zusammengefaßt sein und brauchen nicht voneinander unabhängig und getrennt zu sein. In diesem Fall ist die Trennwand 101c, die die Druckeinstellkammern 101a und 101b trennt, weggelassen, so daß eine einzige Druckeinstellkammer gebildet wird. Dadurch stehen der Zerstäubungsgasdurchlaß 102a und der Trägergasdurchlaß 102b mit derselben Druckeinstellkammer in Verbindung. Ferner ist das ISC-Ventil 73 in einem Abschnitt in der Mitte des einteiligen Einlaßumgehungsrohrs angeordnet. Die Position in der Mitte des Einlaßumgehungsrohrs kann den Einlaßabschnitt oder den Auslaßabschnitt umfassen, weshalb beispielsweise das ISC-Ventil 73 zwischen dem Auslaßabschnitt (dem stromabseitigen Endabschnitt) des Einlaßumgehungsrohrs und der Druckeinstellkammer angeordnet sein kann.
In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Konstruktion der Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b und die Anbringungsposition des ISC-Ventils 73 so bestimmt, daß der Druck, mit dem die Zerstäubungsluft 10a beim Startbetrieb und während des Leerlaufbetriebs beaufschlagt wird, auf einem im voraus festgelegten Druck gehalten werden kann. In dem Fall, in dem die Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b zu dem einzelnen Umgehungsrohr zusammengefaßt sind, gibt es Fälle, in denen die Trägerluft 10b und die Zerstäubungsluft 10a im Normalzustand durch die Einlaßluft-Durchflußmengensteuerung des ISC-Ventils 73 nicht zum Trägergasdurchlaß 8 und zum Zerstäubungsgasdurchlaß 7 geliefert werden.
In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird zwar die Strömung der Trägerluft 10b durch das ISC-Ventil 73 gesteuert, die Zerstäubungsluft 10a kann jedoch unter Normalbedingungen zugeführt werden, da die Zerstäubungsluft 10a nicht gesteuert wird. Daher wirkt die Zerstäubungsluft 10a wirksam auf den Kraftstoffsprühstrahl ein, um die Zerstäubungsförderung zu stabilisieren.
Im folgenden wird die Strömung der Trägerluft 10b stromabseitig vom ISC-Ventil 73 beschrieben.
Die Trägerluft 10b, die durch das ISC-Ventil 73 gesteuert wird, strömt in die Druckeinstellkammer 101b, die einen vorgegebenen Raum aufweist. Die Trägerluft 10b, die in die Druckeinstellkammer 101b eintritt, strömt hauptsächlich in dem Trägergasdurchlaß 102b als Trägerluft 10b, deren Aufgabe es ist, den Kraftstoffsprühstrahl 6 stromabwärts zu transportieren. Das Aufteilungsströmungsverhältnis (Unterteilungsströmungsverhältnis) zwischen der Zerstäubungsluft 10a und der Trägerluft 10b ist durch das Verhältnis der Durchlaß-Querschnittsflächen des Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzlochs 12, das in der Gas/Flüssigkeits-Einspritzdüse 130 vorgesehen ist, und des Trägergasdurchlasses 102b bestimmt.
In dem Fall, in dem die Einlaßumgehungsrohre 5a, 5b zu einem einzigen Umgehungsrohr zusammengefaßt sind, strömt die durch das ISC-Ventil 73 gesteuerte Einlaßluft in die einzige Druckeinstellkammer, die einen vorgegebenen Rauminhalt hat, und wird als Zerstäubungsluft 10a und als Trägerluft 10b auf den Zerstäubungsgasdurchlaß 102a bzw. auf den Trägergasdurchlaß 102b aufgeteilt. Dabei ist das Aufteilungsströmungs verhältnis zwischen der Zerstäubungsluft 10a und der Trägerluft 10b auch in diesem Fall durch das Verhältnis der Durchlaß-Querschnittsflächen des in der Gas/Flüssigkeits-Einspritzdüse 130 vorgesehenen Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzlochs 12 und des Trägergasdurchlasses 102b bestimmt.
Die Zerstäubungsluft 10a strömt in den Zerstäubungsgasdurchlaß 7 durch den Düsendurchlaß 103. Die Zerstäubungsluft 10a, die in den Zerstäubungsgasdurchlaß 7 strömt, wird so zugeführt (ausgestoßen), daß sie den gesamten Umfang des anfänglichen Endabschnitts des Kraftstoffsprühstrahls 6 längs der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkeitseinspritzdüse 24 gleichmäßig umgibt, wie in 2 durch eine Pfeilmarkierung gezeigt ist, und dann durch das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 bewegt wird, um in die Führung 131 im Auslaßabschnitt der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 eingespritzt zu werden.
Der Kraftstoffsprühstrahl 6 wird in die Gemischerzeugungskammer 140 durch die Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 und durch die Form des Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzlochs 12 sowie durch Zuführen der Zerstäubungsluft 10a mit einer geeigneten Geschwindigkeit und einer geeigneten Durchflußmenge, derart, daß die Zerstäubungsluft 10a den gesamten Umfang des anfänglichen Endabschnitts des Kraftstoffsprühstrahls 6 gleichmäßig umgeben kann, effizient geliefert, ohne an dem Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 anzuhaften.
Dann bewegen sich die Zerstäubungsluft 10a und der Kraftstoffsprühstrahl 6, die der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 zugeführt werden, durch die Führung 131 zur Mündung 17. Während dieser Periode fördert die Zerstäubungsluft 10a die Zerstäubung und die Gas/Flüssigkeits-Vermischung des Kraftstoffsprühstrahls 6 durch Vermischung mit dem Kraftstoffsprühstrahl 6.
Die Trägerluft 10b wird vom Trägergasdurchlaß 102b zum Trägergasdurchlaß 8 des ringförmigen Spalts geliefert und dann vom hinteren Ende des äußeren Umfangs der Führung 131 zur Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 geliefert, woraufhin sie zur Mündung 17 strömt, um den in bezug auf seine Zerstäubung geförderten Kraftstoffsprühstrahl 6 und die Zerstäubungsluft 10a an seinem äußeren Umfang zu umgeben.
Die Geschwindigkeit des Kraftstoffsprühstrahls 6 und der Zerstäubungsluft 10a sowie der Trägerluft 10b, die während der Kontraktion durch die Mündung 17 vermischt werden, wird erhöht, weil die Querschnittsfläche der Mündung 17 in stromabwärtiger Richtung abnimmt, wodurch die Einschnürungswirkung und die Fähigkeit zum Transportieren des Kraftstoffsprühstrahls 6 verbessert werden. Daher wird der Kraftstoffsprühstrahl 6, dessen Zerstäubung und dessen Gas/Flüssigkeits-Vermischung durch die Zerstäubungsluft 10a gefördert werden, durch die Trägerluft 10b transportiert, um von der Trägerluft 10b an seinem gesamten Umfang umgeben zu werden. Daher kann die Menge des Kraftstoffs, der an den Wandoberflächen in den verschiedenen Abschnitten anhaftet, verringert werden und zur zylindrischen Heizeinrichtung 70 geliefert werden.
Im Kraftstoffsprühstrahl 6, dessen Zerstäubung und dessen Vermischung gefördert worden ist, sind Tröpfchen mit großen Abmessungen vorhanden. Die Tröpfchen mit großen Abmessungen tropfen herab und haften an der Wandoberfläche des Einlaßrohrs an, ohne zusammen mit der Strömung der Einlaßluft (der Zerstäubungsluft 10a und der Trägerluft 10b) zur Brennkammer 54 transportiert zu werden. Mit anderen Worten, die Tröpfchen mit großer Abmessung besitzen eine kurze Bewegungsstrecke. Als Gegenmaßnahme für dieses Problem wird bewirkt, daß die Tröpfchen mit großen Abmessungen gegen die Heizeinrichtung 70 stoßen oder sich durch die Heizeinrichtung 70 bewegen, um die Zerstäubung und die Verdampfung der Tröpfchen mit großen Abmessungen zu fördern. Dadurch wird der Anteil des Kraftstoffsprühstrahls, der an der Innenwandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftet, verringert.
Die Wirkung der Länge L der Führung 131 der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse wird nun beschrieben.
Der von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzte Kraftstoffsprühstrahl 6 des Typs mit stromaufseitiger Verwirbelung bildet einen kegelförmigen Sprühstrahl und fördert die Zerstäubung in stromabwärtiger Richtung. Durch Vergrößern der Länge L der Führung 131 kann der Auslaßabschnitt der Trägerluft 10b (des Trägergasdurchlasses 8) in die Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 an einen stromabseitigen Abschnitt, in dem die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6 weiter gefördert wird, angenähert werden. Daher kann die Trägerluft 10b der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit effizient zugeführt werden und kann die Transportleistung des Kraftstoffsprühstrahls 6 erhöht werden, ferner kann der Kraftstoffsprühstrahl 6 weiter stromabwärts transportiert werden.
Da ferner der Abstand zwischen dem Auslaßabschnitt der Trägerluft 10b und der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 durch Verkürzen der Länge L der Führung 131 erhöht wird, wird die Zuführgeschwindigkeit der Trägerluft 10b, die dem Kraftstoffsprühstrahl 6 zugeführt wird, abgesenkt, wodurch die Transportleistung des Kraftstoffsprühstrahls abgesenkt wird. Da sich jedoch die Strömung der Trägerluft 10b dem Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 annähert, wird die Mitziehwirkung der Zerstäubungsluft 10a und des Kraftstoffsprühstrahls 6, die sich durch das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12 bewegen, groß. Da die Mitziehwirkung in der Weise wirkt, daß die Menge der Zerstäubungsluft 10a erhöht wird, und der Flüssigkeitsfilmabschnitt des Kraftstoffsprühstrahls 6 direkt nach der Einspritzung von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 erweitert wird, wird die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6 weiter wirksam gefördert.
Vom Standpunkt der Förderung der Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6 ist es besser, die Länge L der Führung 131 zu verkürzen, wobei die Länge L vorzugsweise den Wert null hat.
Da folglich die Bewegungsposition des Kraftstoffsprühstrahls 6 zur Heizeinrichtung 70 durch Festlegen der Länge L der Führung 131 in Abhängigkeit vom Zweck einfach geändert werden kann, können verschiedene Arten von Motoren einfach beherrscht werden.
Beim Startbetrieb der Brennkraftmaschine 1 wird durch die Heizeinrichtung 70 elektrischer Strom geschickt, wobei die Zufuhr des elektrischen Stroms nach Verstreichen einer im voraus festgelegten Zeit nach dem Beginn des Betriebs angehalten wird. Dadurch wird eine unnötige Zufuhr von elektrischem Strom zur Heizeinrichtung 70 vermieden, um den Verbrauch elektrischer Leistung zu verringern.
Da in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6 durch Auftreffen der Zerstäubungsluft 10a auf dem Kraftstoffsprühstrahl 6 gefördert wird, ist die Wärmeübertragung zwischen der Einlaßluft und dem Kraftstoffsprühstrahl 6 verbessert. Da ferner die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6 gefördert worden ist, kann der größte Teil des Kraftstoffsprühstrahls 6 zusammen mit der Strömung im Einlaßrohr strömen, ohne gegen die Heizeinrichtung 70 zu stoßen, um die Brennkammer 54 zu erreichen. Daher wird die Belastung der Heizeinrichtung 70 verringert und kann ein Verbrauch an elektrischer Leistung unterdrückt werden. Der an die Heizeinrichtung 70 gelieferte elektrische Strom kann verringert werden, weshalb die Zuverlässigkeit und die Dauerhaftigkeit der Heizeinrichtung 70 und der damit zusammenhängenden Teile verbessert werden kann.
Da gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffsprühstrahl 6, der in die Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 eingespritzt wird, in bezug auf die Zerstäubung und das zu verdampfende Gas/Flüssigkeits-Gemisch effizient gefördert wird, kann der Anteil des Kraftstoffsprühstrahls 6, der an den Wandoberflächen der Mündung 17 und der Heizeinrichtung 70 anhaftet, verringert werden, so daß der Kraftstoffsprühstrahl 6 dem Einlaßsammelrohr 3 effizient zugeführt werden kann. Dann bewegt sich der dem Einlaßsammelrohr 3 zugeführte Kraftstoffsprühstrahl 6 durch den Innenraum des Einlaßsammelrohrs 3 und wird in das stromabseitige Einlaßrohr als Einlaßluft (Gasgemisch) 10f geliefert, die jeder der Brennkammern 54 zugeführt werden soll.
Da der Kraftstoffsprühstrahl 6, dessen Zerstäubung und Verdampfung gefördert wird, der Brennkammer 54 zugeführt wird, kann der Zündzeitpunkt der Zündkerze 53 im Vergleich zum Normalzustand verzögert werden, wobei dennoch eine stabile Verbrennung aufrechterhalten wird. Dadurch kann im Abgaskrümmer 48 ein Hochtemperatur-Abgas 26, das zu der Ausdehnungsarbeit nicht beiträgt, erzeugt werden, wodurch der dreifache katalytische Umsetzer 51 in kurzer Zeit erwärmt und aktiviert werden kann. Das Abgas 26, das am Abgaskrümmer 48 ankommt, wird durch Entfernen schädlicher Substanzen wie etwa HC usw., die bei der Verbrennung erzeugt werden, unter Verwendung des aktivierten dreifachen katalytischen Umsetzers 51 gereinigt und dann durch den (nicht gezeigten) Schalldämpfer nach außen abgegeben.
Die Installationsposition und die Form der Heizeinrichtung 70 sind nicht auf jene eingeschränkt, die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, wobei auch eine gitterförmige Heizeinrichtung stromabwärts vom Kraftstoffsprühstrahl 6 angeordnet sein könnte. In diesem Fall ist es möglich, nicht nur die Verdampfung der sehr großen Tröpfchen zu fördern, die im Kraftstoffsprühstrahl 6 vorhanden sind, sondern auch die Verdampfung des zerstäubten Kraftstoffsprühstrahls 6 zu fördern. Eine Platten-Heizeinrichtung könnte an einer Wandoberfläche an einer Position, an der sich der Kraftstoffsprühstrahl 6 vorbeibewegt, angeordnet sein. Ferner ist es möglich, die Zerstäubung, die Gas/Flüssigkeits-Vermischung und die Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6 zu fördern, indem in den Einlaßumgehungsrohren 5a, 5b Heizeinrichtungen 71a, 71b angeordnet werden, um die Zerstäubungsluft 10a und die Trägerluft 10b, die sich durch die Ein-laßumgehungsrohre 5a, 5b bewegen, zu erwärmen.
In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in dem Fall, in dem die Leerlaufdrehzahl durch Steuern des Öffnens und Schließens der Drosselklappe 4 gesteuert wird, möglich, das System in der Weise zu konstruieren, daß die Einlaßluft im Normalzustand durch die Umgehungsrohre 5a, 5b zugeführt wird, ohne daß das ISC-Ventil 73 verwendet wird.
Bei Verwendung der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 des Typs mit stromaufseitiger Verwirbelung wird der eingespritzte Kraftstoff selbst in Drehung versetzt, um die Zerstäubung zu fördern. Da folglich die Arbeit des Förderns der Zerstäubung durch die Zerstäubungsluft 10a verringert werden kann, kann die Menge der Zerstäubungsluft 10a um einen Betrag verringert werden, der dieser verringerten Arbeit entspricht. Andererseits kann die Menge der Trägerluft 10b um einen Betrag erhöht werden, der der verringerten Arbeit entspricht, um die Transportleistung für den Kraftstoffsprühstrahl 6 zu erhöhen.
Ferner ist in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung das Kraftstoffzerstäubungsmittel (Zerstäuber) in der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 vorgesehen und wird die Zerstäubungsluft 10a mit dem Kraftstoffsprühstrahl 6 außerhalb der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 vermischt. Das heißt, es kann gesagt werden, daß die Zerstäubungsluft 10a einen Zerstäuber des Typs mit externer Vermischung bildet. Der Auslaß des Flüssigkraftstoff-Einspritzlochs der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 entspricht dem Auslaß des Zerstäubers.
Der Kraftstoffsprühstrahl 6, der vom Zerstäuber des Typs mit externer Vermischung (von der Flüssigkraftstoff-Einspritzein richtung 9) eingespritzt wird, wird hinsichtlich der Zerstäubung und der Gas/Flüssigkeits-Vermischung unter einer durch die umgebenden Durchlaßwände, beispielsweise das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12, die innere Umfangsfläche 134 und die äußere Umfangsfläche 135 der Führung 131, die innere Wandoberfläche 150 des Zerstäubungsbasiselements 102, die Mündung 17 und die innere Wandoberfläche (die innere Umfangsfläche) der Heizeinrichtung 70, nicht eingeschränkten Bedingung gefördert. Das heißt, daß der Kraftstoffsprühstrahl 6 hinsichtlich der Zerstäubung und der Gas/Flüssigkeits-Vermischung unter der Bedingung eines fehlenden Kontakts mit den umgebenden Durchlaßwänden gefördert wird.
Der Zerstäuber des Typs mit externer Vermischung in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch konzentrische Einpassung der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 und der Einspritzventilhalterung 120 sowie der Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzdüse 130 in das Zerstäubungsbasiselement 102 konstruiert werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.
Die Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9, der Zerstäubungsgasdurchlaß 7, das Gas/Flüssigkeitsvermischungs-Einspritzloch 12, der Trägergasdurchlaß 8, die innere Umfangsfläche 134 und die äußere Umfangsfläche 135 der Führung 131, die innere Wandoberfläche 150 des Zerstäubungsbasiselements 102, die Mündung 17 und die innere Wandoberfläche (die innere Um fangsfläche) der Heizeinrichtung 70 sind auf einer koaxialen Linie angeordnet.
Wie oben beschrieben worden ist, sind die Zerstäubungsmittel der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 durch Vorsehen eines Kraftstoffdurchlasses, der Geschwindigkeitskomponenten in axialer Richtung (der Richtung der Mittelachse der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 oder der Richtung des eingespritzten Sprühstrahls) und in tangentialer Richtung zum eingespritzten Kraftstoffsprühstrahl 6 hinzufügt, gebildet. Die Position der Durchlaßwandoberfläche, die den Kraftstoffsprühstrahl 6 auf der Auslaßseite des Flüssigkraftstoff-Einspritzlochs der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 umgibt, und der Sprühstrahlwinkel des Kraftstoffsprühstrahls 6 sind so festgelegt, daß zwischen der Durchlaßwandoberfläche und dem äußeren Umfang des Kraftstoffsprühstrahls 6 ein Spalt gebildet werden kann. Die Durchlaßwandoberfläche ist beispielsweise durch den stromabseitigen Abschnitt des Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzlochs 12 in der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130, die innere Umfangsfläche 134 in der Führung 131, die Innenwandoberfläche 159 des Zerstäubungsbasiselements 102, die Innenwandoberfläche der Mündung 17, die Innenwandoberfläche der Heizeinrichtung 70 oder dergleichen gebildet.
Von einem anderen Gesichtspunkt aus ist der Querschnitt (Durchmesser) des Durchlasses des Kraftstoffsprühstrahls 6 im Bereich vom Auslaß (dem stromabseitigen Ende) des Zerstäu bungsgasdurchlasses 7 zum Auslaß (dem stromabseitigen Ende) des Trägergasdurchlasses 8 größer als der Querschnitt (Durchmesser) des Durchlasses des Kraftstoffsprühstrahls 6 im ringförmigen Auslaßöffnungsabschnitt des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 ausgebildet. Andernfalls ist der Querschnitt (Durchmesser) des Durchlasses des Kraftstoffsprühstrahls 6 im Bereich vom Auslaß (dem stromabseitigen Ende) des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 zum Auslaß (dem stromabseitigen Ende) des Trägergasdurchlasses 8 so ausgebildet, daß er sich zur stromabwärtigen Seite erweitert.
Diese Bedingung kann als Bedingung angesehen werden, daß außerhalb der äußeren Kante des Kraftstoffsprühstrahls 6 eine Luftschicht gebildet wird. Diese Luftschicht ist eine Schicht mit sehr dünner Sprühstrahldichte im Vergleich zu der Sprühstrahldichte innerhalb der Kante, die als Außenkante des Kraftstoffsprühstrahls 6 angesehen wird. Durch die Wirkungen der Zerstäubungsluft 10a und der Trägerluft 10b kann der Sprühstrahlwinkel des Kraftstoffsprühstrahls 6 in dem Fall, in dem die Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 allein geprüft wird, manchmal vollständig oder teilweise kleiner als der Sprühstrahlwinkel sein. Wenn daher der Sprühstrahlwinkel und das Loch und jede der Innenwandoberflächen wie oben beschrieben festgelegt werden, sollten die Wirkungen der Zerstäubungsluft 10a und der Trägerluft 10b berücksichtigt werden.
In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Trägergasdurchlaß 8 ein Trägergas-Verwirbelungselement 200, das die Trägerluft 10b mit einer Verwirbelung beaufschlagt, angeordnet, wie in 2 gezeigt ist. Das Trägergas-Verwirbelungselement 200 ist aus einem in zylindrischer Form ausgebildeten Zylinderabschnitt 201 und aus mehreren Rippen 202, die einteilig mit dem Zylinderabschnitt 201 ausgebildet sind, aufgebaut. Die Rippe 202 ist so ausgebildet, daß sie von der inneren Umfangsfläche des Zylinderabschnitts 201 zur Innenseite eine Höhe t besitzt, und in axialer Richtung längs der inneren Umfangsfläche des Zylinderabschnitts 201 schraubenlinienförmig ausgebildet, wie in 3 gezeigt ist.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Außenwandoberfläche 135 der Führung 131 der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130 mit dem durch eine unterbrochene Linie 206 gezeigten Abschnitt in Kontakt, um durch die Außenwandoberfläche 135 der Führung 131 und die Rippen 202 und die innere Umfangsfläche 204 des Zylinderabschnitts 201 den axial schraubenlinienförmigen Trägergasdurchlaß 203 zu bilden. Das Trägergas-Verwirbelungselement 200 ist durch Herstellen eines Kontakts zwischen der äußeren Umfangsfläche 205 und der Innenwandoberfläche 150 des Zerstäubungsbasiselements 102 befestigt. Die Anzahl der Rippen 202 kann lediglich eins sein, wenn die Trägerluft 10b ausreichend mit der Verwirbelungskraft beaufschlagt werden kann.
Die Trägerluft 10b, die in den Trägergasdurchlaß 203 strömt, wird mit einer Verwirbelungskraft beaufschlagt, wenn sie sich durch den Trägergasdurchlaß 203 bewegt. Die Trägerluft 10b wird gedreht, um einen Wirbel zu bilden. Da der Kraftstoffsprühstrahl 6 transportiert wird, während er durch die Trägerluft 10b, die mit einer Verwirbelung in der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 längs der Innenwandoberfläche des Zerstäubungsbasiselements 102 zugeführt wird, beschränkt wird, kann der Kraftstoffsprühstrahl 6 auf den axialen Mittelabschnitt (den Mittelabschnitt) des Durchlasses konzentriert werden, wodurch die Menge des an der Mündung 17 und an der Innenwandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftenden Kraftstoffs verringert werden kann.
In dieser Ausführungsform ist im Zerstäubungsgasdurchlaß 7 ein Zerstäubungsgas-Verwirbelungselement 22, das die Zerstäubungsluft 10a mit einer Verwirbelung beaufschlagt, angeordnet, wie in 2 gezeigt ist. Das Zerstäubungsgas-Verwirbelungselement 22 ist an der Oberfläche des Zerstäubungsgasdurchlasses 7 gegenüber der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkraftstoff-Einspritzdüse 24 der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 angeordnet. Die vordere Stirnfläche 24a ist mit der Stirnfläche 221 des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 in Kontakt. Durch das Zentrum des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 verläuft ein zylindrisches Loch 23, das den Kraftstoffsprühstrahl 6 und die Zerstäubungsluft 10a durchläßt.
Ferner sind in der Oberfläche 221 des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 mehrere Nuten 251 ausgebildet, in denen die Zerstäubungsluft 10a vom äußeren Umfangsabschnitt des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 zum Loch 23 strömt. Die Richtung jeder dieser Nuten 251 ist so orientiert, daß sie in eine zur Mittelachse des Lochs 23 exzentrische Richtung zeigt. In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind vier Nuten 251 ausgebildet. Verwirbelungsdurchlässe 25 sind durch Herstellen eines Kontakts zwischen der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkeitseinspritzdüse 24 der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 und einem Teil eines Abschnitts in der Nähe des Lochs 23 der Nuten 251 gebildet, so daß die Verwirbelungszerstäubungsluft 10a dem Loch 23 zugeführt werden kann. Die in 4(a) gezeigte unterbrochene Linie gibt die räumliche Beziehung des Kontakts zwischen dem Zerstäubungsgas-Verwirbelungselement 22 und der vorderen Stirnfläche 24a der Flüssigkeitseinspritzdüse 24 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 an.
Die Zerstäubungsluft 10a bewegt sich vom Zerstäubungsgasdurchlaß 7 durch die Verwirbelungsdurchlässe 25, die durch die Nuten 251 des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 gebildet werden. Da die Zerstäubungsluft 10a mit dem Kraftstoffsprühstrahl 6 zusammentrifft (sich mit diesem vermischt), um den Kraftstoffsprühstrahl 6 exzentrisch mit einer Verwirbelung zu beaufschlagen, ist es möglich, die Förderung der Zerstäubung und die Gas/Flüssigkeits-Vermischung des Kraftstoffsprühstrahls 6 zu erhöhen.
In der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 des Typs mit stromaufseitiger Verwirbelung, die Kraftstoff durch Beaufschlagung des Kraftstoffs mit einer Verwirbelung einspritzt, wird der Kraftstoffsprühstrahl 6 selbst verwirbelt eingespritzt. Um die Förderung der Zerstäubung und die Gas/Flüssigkeits-Vermischung des verwirbelten Kraftstoffsprühstrahls 6 wie oben beschrieben zu erhöhen, ist es günstiger, wenn die Zerstäubungsluft 10a mit dem Kraftstoffsprühstrahl 6 zusammentrifft, als wenn die Zerstäubungsluft 10a in einer Richtung, die zur Verwirbelungsrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 entgegengesetzt ist, verwirbelt, indem der Verwirbelungsdurchlaß 25 des Zerstäubungsgas-Verwirbelungselements 22 so konstruiert wird, daß die Zerstäubungsluft 10a, die in der zur Verwirbelungsrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 entgegengesetzten Richtung verwirbelt ist, eingespritzt wird.
Die Trägerluft 10b kann in das Einlaßsammelrohr 3 aus einer Position und einer Richtung eingeblasen werden, die durch eine Pfeilmarkierung 10b' oder durch eine Pfeilmarkierung 10b'' angegeben ist, wie in 2 gezeigt ist. Um die Trägerluft 10b in das Einlaßsammelrohr 3 wie durch den Pfeil 10b' gezeigt einzuleiten, ist das Einlaßumgehungsrohr 5b mit der Seitenwand 3a des Einlaßsammelrohrs 3 in der Richtung quer zur Durchlaßwandoberfläche des Einlaßrohrs 5 zum Einlaßrohr 5 verbunden.
Um andererseits die Trägerluft 10b in das Einlaßsammelrohr 3 wie durch den Pfeil 10b'' einzuleiten, ist das Einlaßumgehungsrohr 5b mit der Oberfläche 3b des Einlaßsammelrohrs 3 in Einspritzrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 gegenüber dem Kraftstoffsprühstrahl 6 verbunden. Es ist nicht immer notwendig, daß die Trägerluft 10b', 10b'' senkrecht oder parallel zum Kraftstoffsprühstrahl 6 oder zur Oberfläche 3a, 3b des Einlaßsammelrohrs 3 eingeleitet wird. Es genügt, daß das Einlaßumgehungsrohr 5b mit dem Einlaßsammelrohr 3 in Verbindung steht, um eine Vermischung des Kraftstoffsprühstrahls 6 unter einem vorgegebenen Winkel unter Berücksichtigung des Transportwirkungsgrades des Kraftstoffsprühstrahls 6 zu erreichen.
Durch Zuführen der Trägerluft 10b', 10b'' beginnend bei der Vorderseite des Kraftstoffsprühstrahls 6, also entgegengesetzt zum Kraftstoffsprühstrahl 6, oder aus einer entgegengesetzten Richtung unter einem geeigneten Winkel kann die Relativgeschwindigkeit des Zusammenpralls zwischen dem Kraftstoffsprühstrahl und der Trägerluft 10b', 10b'' erhöht werden. Dadurch kann die Trägerluft 10b', 10b'' aktiv zur Förderung der Zerstäubung und der Gas/Flüssigkeits-Vermischung des Kraftstoffsprühstrahls verwendet werden. Ferner ist es durch Zuführen der Trägerluft 10b', 10b'' in das Einlaßsammelrohr 3 möglich, die Menge des an der Wandoberfläche des Einlaßsammelrohrs 3 anhaftenden Kraftstoffsprühstrahls 6 zu verringern.
Die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls 6, der von der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, und der Menge der Zerstäubungsluft 10a wird im folgenden mit Bezug auf 5 beschrieben.
Auf der Ordinate in der graphischen Darstellung ist die durchschnittliche Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls 6 aufgetragen, wobei die durchschnittliche Tröpfchengröße ein Wert an einer Position 60 mm stromabwärts in Einspritzrichtung vom Flüssigkeitseinspritzloch der Kraftstoffeinspritzdüse 9 ist. Auf der Abszisse ist das volumetrische Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnis (Qa/Q1), d. h. das volumetrische Durchflußmengenverhältnis der Durchflußmenge (Qa) der Zerstäubungsluft 10a, die sich durch das Gas/Flüssigkeits-Einspritzloch 12 bewegt, zu der Durchflußmenge (Q1) des Kraftstoffsprühstrahls, der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, aufgetragen. Die durchgezogene Linie in dem Graphen gibt die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Tröpfchengröße und dem volumetrischen Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnis (Qa/Q1) bei einem Druck im Einlaßrohr während des Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine 1 an.
Hierbei wird die Menge der Zerstäubungsluft 10a durch Ändern der Fläche des Gas/Flüssigkeits-Mischungseinspritzlochs 12, durch das sich die Zerstäubungsluft 10a bei einem konstanten Druck im Einlaßrohr bewegt, gesteuert. Ferner wurde die durchgezogene Linie in dem Graphen durch Konstanthalten der Durchflußmenge des von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls und durch Ändern lediglich der Durchflußmenge der Zerstäubungsluft 10a erhalten.
Es können die Eigenschaften beobachtet werden, daß die durchschnittliche Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls 6 mit zunehmendem volumetrischen Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnis, d. h. bei einer Zunahme der Durchflußmenge der Zerstäubungsluft 10a, abnimmt, wobei die durchschnittliche Tröpfchengröße dann innerhalb eines Durchflußmengenverhältnis-Bereichs (Qa/Q1 = angenähert 700 bis 2000) etwa 10 μm wird, und daß die durchschnittliche Tröpfchengröße größer wird, wenn das Durchflußmengenverhältnis den Bereich übersteigt. Die obenerwähnten Eigenschaften werden durch die Geschwindigkeiten und die Durchflußmengen des Kraftstoffsprühstrahls 6 und der Zerstäubungsluft 10a, die sich durch das Gas/Flüssigkeits-Einspritzloch 12 bewegen, und außerdem durch die räumliche Beziehung, in der der Kraftstoffsprühstrahl 6 und die Zerstäubungsluft 10a zugeführt werden, verursacht.
Anhand dieses Ergebnisses verwendet diese Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung den Bereich des volumetrischen Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnisses von 1000, das durch die unterbrochene Linie eingekreist ist, wo die durchschnittliche Tröpfchengröße am kleinsten ist und das volumetrische Gas/Flüssigkeits-Durchflußmengenverhältnis so klein wie möglich ist. Dadurch kann die Durchflußmenge der Zerstäubungsluft 10a verringert werden, während die durchschnittliche Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls 6 auf einem Wert von etwa 10 μm gehalten wird. Da deshalb die Trägerluft 10b, die sich durch den Trägergasdurchlaß 8 bewegt, weiter erhöht werden kann, kann die Transportleistung für den Kraftstoffsprühstrahl 6 verbessert werden, weshalb die Menge des an der Wandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftenden Kraftstoffs verringert werden kann.
Gemäß der Beschreibung von SAE 1999-01-0792 "An Internally Heated Tip Injector to Reduce HC Emissions During Cold-Start" kann ein Kraftstoffsprühstrahl zu einer Brennkammer transportiert werden, indem er auf einer Gasströmung in einem Einlaßrohr befördert wird, wenn die durchschnittliche Tröpfchengröße etwa 20 μm beträgt. In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Tröpfchengröße weniger als etwa 20 μm, selbst wenn das Durchflußmengenverhältnis Qa/Q1 in einem Bereich von 250 bis 2750 liegt, wobei 30 bis 40 % der Menge des Kraftstoffsprühstrahls mit einer Tröpfchengröße von weniger als 20 μm im Kraftstoffsprühstrahl zur Brennkammer transportiert werden können.
Daher kann die Menge des Kraftstoffs, die an der Wandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftet, ausreichend verringert werden. Der Kraftstoffsprühstrahl, der nicht auf der Gasströmung des Einlaßrohrs getragen wird, bewegt sich durch die Heizeinrichtung 70 oder stößt mit der Heizeinrichtung 70 zusammen, wodurch die Zerstäubung und die Verdampfung weiter gefördert werden. Daher kann die Menge des Kraftstoffs, die an der Wandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftet, verringert werden.
Nun wird mit Bezug auf 6 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungs form verwendet als Zerstäubungsgas zur Förderung der Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls und außerdem als Trägergas zum Transportieren des zerstäubten Kraftstoffsprühstrahls ein Abgasrückführungsgas (AGR-Gas).
In der zweiten Ausführungsform wird dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 und dem Trägergasdurchlaß 8 AGR-Gas 27 als Teil des Abgases 26, das von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßen wird, durch ein Abgasumgehungsrohr 30 als Zerstäubungs-AGR-Gas 27a bzw. als Träger-AGR-Gas 27b zugeführt. Daher steht eine Einlaßseite (ein stromaufseitiger Endabschnitt) des Abgasumgehungsrohrs 30 mit dem Abgaskrümmer 48 in Verbindung und steht eine Auslaßseite (ein stromabseitiger Endabschnitt) des Abgasumgehungsrohrs 30 mit dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 und mit dem Trägergasdurchlaß 8 über das ISC-Ventil 73 und die Druckeinstellkammer 101 in Verbindung.
Im folgenden wird die Gasströmung beschrieben. Das AGR-Gas 27, das einem Zerstäubungsgasdurchlaß 102a und einem Trägergasdurchlaß 102b eines Zerstäubungsbasiselements 102 durch die Druckeinstellkammer 101 zugeführt werden soll, strömt in einem Zustand, in dem es durch den Abgasdruck mit Druck beaufschlagt ist. Das heißt, daß der Druck auf seiten des Einlaßkrümmers 47 wegen des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 ein Unterdruck wird und daß der Druck auf seiten des Abgaskrümmers 48 ein Überdruck wird. Daher wird das mit Druck beaufschlagte AGR-Gas 27 den beiden Gasdurchlässen 102a und 102b zugeführt.
Da die Konstruktionen der übrigen Teile wie etwa des Zerstäubungsgasdurchlasses 7, des Trägergasdurchlasses 8 usw. jenen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind, besitzen die anderen Teile die gleichen Bezugszeichen und wird eine überlappende Beschreibung hier weggelassen.
Das AGR-Gas 27 besitzt eine hohe Temperatur und einen hohen Druck im Vergleich zu jenen der Einlaßluft, die von außen angesaugt wird, da es sich um ein Gas direkt nach der Verbrennung handelt. Die Wärme und der Druck des AGR-Gases 27 wirken effektiv, um die Zerstäubung und die Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6, der von der zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, zu fördern.
Obwohl in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuerung der der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Einlaßluft 10 durch Steuern des Öffnens und Schließens der Drosselklappe 4 erfolgt, kann die Einlaßluft 10 auch durch eine Konstruktion gesteuert werden, bei der die Einlaßseite und die Auslaßseite der Drosselklappe 4 unter Verwendung eines Umgehungsrohrs verbunden sind und in dem Umgehungsrohr ein ISC-Ventil angeordnet ist.
Obwohl ferner die Konstruktion in dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung derart ist, daß das AGR-Gas 27 dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 und dem Trägergasdurch laß 8 zugeführt wird, ist es möglich, eine Verrohrungskonstruktion zu verwenden, bei der das AGR-Gas 27 dem Trägergasdurchlaß 8 zugeführt wird und ein Teil der Einlaßluft 10 dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 zugeführt wird oder bei der das AGR-Gas 27 dem Zerstäubungsgasdurchlaß 7 zugeführt wird und ein Teil der Einlaßluft 10 dem Trägergasdurchlaß 8 zugeführt wird.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Zerstäubung und die Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6 unter Verwendung des Hochtemperatur- und Hochdruck-AGR-Gases 27 gefördert werden, weshalb die Belastung der Heizeinrichtung 70 weiter verringert werden kann.
Nun wird mit Bezug auf die 7 bis 9 eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 zeigt, die einen Einlaßdurchlaßabschnitt und einen Einlaßdurchlaßabschnitt 303 enthält, der zwischen einem elektronisch gesteuerten Drosselkörper 300, der die Drosselklappe 4 enthält, und dem Einlaßsammelrohr 3, das sich auf der Einlaßseite des Einlaßkrümmers 47 befindet, angeordnet ist. 8 ist eine Querschnittsansicht, die den elektronisch gesteuerten Drosselkörper 300, die Einlaßdurchlaßabschnitte 303, das Einlaßsammelrohr 3 und den Einlaßkrümmer 47 in 7 zeigt und in der Nähe der Mitte längs des Einlaßdurchlasses 5 und längs der Ebene senkrecht zur Drosselklappenwelle 4a, die in dem elektronisch gesteuerten Drosselklappenkörper 300 angeordnet ist, geschnitten ist.
Der Einlaßkrümmer 47 besitzt Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Anbringungsabschnitte 2a für die Anbringung der ersten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtungen 2, die den einzelnen Zylindern entsprechen.
Der Einlaßdurchlaß 5 und das Einlaßsammelrohr 3 in der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 4 stehen miteinander durch den Einlaßdurchlaß 304 in dem Einlaßdurchlaßabschnitt 303 in Verbindung. Ferner ist die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 mit dem Einlaßdurchlaß 304 des Einlaßdurchlaßabschnitts 303 verbunden und steht mit diesem in Verbindung, so daß das gemischte Gas 10e, das durch den Kraftstoffsprühstrahl erzeugt wird, der von der in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 angeordneten zweiten Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, dem Einlaßdurchlaß 304 in dem Einlaßdurchlaßabschnitt 303 zugeführt wird. Das Gasgemisch 10e, das dem Einlaßdurchlaß 304 zugeführt wird, strömt auf der Auslaßseite in das Einlaßsammelrohr 3 und bewegt sich dann durch den Einlaßkrümmer 47, um jeder der Brennkammern als Gasgemisch 10f (aus der Ansaugluft und dem Kraftstoff) wirksam zugeführt zu werden.
Obwohl die Struktur in der dritten Ausführungsform derart ist, daß die Sprühstrahlrichtung des von der Kraftstoffeinspritzein richtung 9 in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls nahezu senkrecht zur axialen Strömungsrichtung des Einlaßdurchlasses 5 in dem elektronisch gesteuerten Drosselkörper 300 ist, ist es möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der die axiale Strömungsrichtung des Einlaßdurchlasses 5 gleich der Sprühstrahlrichtung des von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls ist.
Der elektronisch gesteuerte Drosselkörper 300 umfaßt die Drosselklappe 4 für die Steuerung der gewünschten Einlaßluftmenge, die einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 entspricht. Das heißt, daß die Menge der Einlaßluft durch den Öffnungsgrad der Drosselklappe 4 gesteuert wird. Ferner umfaßt der elektronisch gesteuerte Drosselkörper 300 einen Antriebsmotor 301, der die Menge der Einlaßluft durch den Öffnungsgrad der Drosselklappe 4 steuert; einen Antriebsmechanismus für die Übertragung von Leistung des Antriebsmotors 301 in einem eine Abdeckung 302 enthaltenden Drosselklappenantriebsmechanismus-Abschnitt; und einen Drosselstellungssensor 52, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 4 erfaßt.
Das Einlaßumgehungsrohr 5c der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 steht mit dem Einlaßdurchlaß 5 auf der Einlaßseite der Drosselklappe 4 in der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 300 durch den (nicht gezeigten) Umgehungsdurchlaß in Verbindung, um einen Teil der Einlaßluft 10 zum Einlaßumgehungs rohr 5c zu liefern.
Vorzugsweise ist in dem Fall, in dem die Luftdurchflußmenge genau gesteuert wird, oder in dem Fall, in dem eine Steuerung, in der zum Einlaßumgehungsrohr keine Luft geleitet wird, ausgeführt wird, in dem Umgehungsrohr, das zwischen dem Einlaßdurchlaß 5 auf der Einlaßseite der Drosselklappe 4 und dem Einlaßumgehungsrohr 5c eine Verbindung herstellt, ein Luftsteuerventil für die Steuerung der Luftdurchflußmenge vorgesehen.
9 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den Zerstäuberabschnitt in der in 7 und in 8 gezeigten Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 zeigt und längs der Sprühstrahlrichtung des von der Flüssigkraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls 6 geschnitten ist.
Das Einlaßumgehungsrohr 5c steht mit der Druckeinstellkammer 101d in Verbindung, die in dem Zerstäubungsbasiselement 102d ausgebildet ist. Die Druckeinstellkammer 101d steht mit der Innenwandoberfläche 150b des Zerstäubungsbasiselements 102d in Verbindung und steht mit dem Trägergasdurchlaß 8 des ringförmigen Spalts, der zwischen dem Teil der Innenwandoberfläche 150b und der Außenwandoberfläche der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b ausgebildet ist, in Verbindung. Ferner steht der Trägergasdurchlaß 8 mit der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 in dem stromabseitigen Abschnitt des Zerstäubungsbasiselements 102d über einen Trägergas-Meßelement 8a in Verbindung.
Weiterhin sind in die Seitenwandoberfläche der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b wenigstens eine oder mehrere Öffnungsabschnitte des Düsendurchlasses 103 gebohrt, um eine Verbindung zwischen den inneren und äußeren Wandoberflächen der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b durch den Düsendurchlaß 103 herzustellen. Ferner ist der Zerstäubungsgasdurchlaß 7 des ringförmigen Spalts durch die Innenwandoberfläche der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b und durch den äußeren Umfangsabschnitt der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 sowie durch die vordere Stirnfläche der Flüssigkraftstoff-Einspritzdüse gebildet.
Der Zerstäubungsgasdurchlaß 7 steht mit dem Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzloch 12, das in Einspritzrichtung stromabseitig von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 angeordnet ist, in Verbindung, wobei das Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzloch 12 in die Gemisch-Erzeugungskammer 140 auf der Auslaßseite des Zerstäubungsbasiselements 102c mündet.
Der stromabseitige Abschnitt der Gemisch-Erzeugungskammer 140 steht mit dem Einlaßdurchlaß 304 im Einlaßdurchlaßabschnitt 303 stromabseitig von der Drosselklappe 4 in Verbindung.
In dem Heizeinrichtungsabschnitt 72, der einen Teil der äuße ren Umfangswand der Gemischerzeugungskammer 140 bildet, die stromabseitig vom Zerstäubungsbasiselement 102c der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 angeordnet ist, sind mehrere plattenförmige Heizeinrichtungen (PTC-Heizeinrichtungen) 70a mit zylindrischer Form längs der Innenwandoberfläche angeordnet, so daß sie die Außenkante des Kraftstoffsprühstrahls 6 umgeben. Ferner ist eine plattenförmige Heizeinrichtung 70b unter einem vorgegebenen Winkel zur Sprühstrahlachsenrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 stromabseitig von der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 angeordnet. Das Gasgemisch 10e wird durch wirksames Verdampfen des Kraftstoffsprühstrahls 6 unter Verwendung dieser Heizeinrichtungen gebildet, so daß es in den Einlaßdurchlaß 304 stromabseitig von der Drosselklappe 4 geführt wird.
Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 wie oben beschrieben bewirkt, daß die von der Einlaßluft 10 stromaufseitig von der Drosselklappe 4 abgezweigte Einlaßluft 10d durch das (nicht gezeigte) Umgehungsrohr in das Einlaßumgehungsrohr 5c und dann in die Druckeinstellkammer 101d strömt. Danach wird ein Teil der Einlaßluft 10d, die in die Druckeinstellkammer 101d eingeleitet wird, als Trägerluft 10b zum Trägerluftdurchlaß 8 geführt, der durch einen Teil der Innenwandoberfläche 150b des Zerstäubungsbasiselements 102d und die Außenwandoberfläche der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b konstruiert ist, um der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140b zugeführt zu werden und den von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahl 6 zu umgeben.
Andererseits wird die restliche Einlaßluft 10d, die in die Druckeinstellkammer 101d strömt, als Zerstäubungsluft 10a in den Zerstäubungsgasdurchlaß 8 geführt, der durch die Innenwandoberfläche der Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzdüse 130b und den äußeren Umfangsabschnitt der vorderen Stirnfläche der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 gebildet ist, und wird nahezu vom gesamten Umfang dem Anfang des Endabschnitts des Kraftstoffsprühstrahls 6 wirksam zugeführt, der von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, und anschließend dazu veranlaßt, sich durch das Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzloch 12 zu bewegen, um der Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 zugeführt zu werden, die stromabseitig vom Gas/Flüssigkeitsgemisch-Einspritzloch 12 angeordnet ist.
Durch die Struktur und die Zerstäubungsluft 10a sowie die Trägerluft 10b wird die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls 6, der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, wirksam gefördert, ferner wird er wirksam transportiert. Da weiterhin die Heizeinrichtungen 70a um den äußeren Umfang des Kraftstoffsprühstrahls 6 zylindrisch angeordnet sind, werden die Zerstäubung und die Verdampfung der großen Tröpfchen an der Außenseite des Kraftstoffsprühstrahls 6 wirksam gefördert, wenn sich der Kraftstoffsprühstrahl 6 durch die Gasgemisch-Erzeugungskammer 140 bewegt, außerdem kann die Verdampfung der Tröpfchen, die große Tröpfchen umfassen, die durch die Zerstäubungsluft 10a schwer zu zerstäuben und durch die Trägerluft 10b schwer zu transportieren sind, durch den Zusammenstoß mit den Heizeinrichtungen 70a gefördert werden.
Darüber hinaus kann die Heizeinrichtung 70b, die in einem vorgegebenen Winkel in Einspritzrichtung des von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls 6 angeordnet ist, die Bewegungsrichtung des Kraftstoffsprühstrahls 6 ändern, außerdem kann das Gasgemisch 10e, das aus dem Kraftstoffsprühstrahl 6 erzeugt wird, dem Einlaßdurchlaß 304 stromabseitig von der Drosselklappe 4 wirksam zugeführt werden. Dadurch kann der Kraftstoffsprühstrahl 6 durch den Innenraum des Einlaßsammelrohrs 3 stromabseitig vom Einlaßdurchlaß 304 wirksam zum Einlaßkrümmer 47 und ferner zu jeder der Brennkammern (in der Figur nicht gezeigt) transportiert werden.
Die Wirkungen, die den oben beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam sind, werden nun mit Bezug auf die 10(a), 10(b) und 10(c) beschrieben.
In 10(a) gibt die Ordinate den Zündzeitpunkt an, während die Abszisse die Tröpfchengröße des von der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 zugeführten Kraftstoffsprühstrahls angibt. In 10(b) gibt die Ordinate die Katalysatortemperatur an, während die Abszisse die Zeit angibt, wobei die dünne Linie die Beziehung zwischen der Katalysatortemperatur und der Zeit zeigt, wenn der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine normal ist, und die dicke Linie die Beziehung zwischen der Katalysatortemperatur und der Zeit zeigt, wenn der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine verzögert ist. In 10(c) gibt die Ordinate die Gesamtmenge von ausgestoßenem HC an, während die Abszisse die Zeit angibt, wobei die dünne Linie die Beziehung zwischen der Gesamtmenge von ausgestoßenem HC und der Zeit zeigt, wenn der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine normal ist, und die dicke Linie die Beziehung zwischen der Gesamtmenge von ausgestoßenem HC und der Zeit zeigt, wenn der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine verzögert ist.
Die Einlaßluft 10a oder das AGR-Gas 27 wird durch Steuern des ISC-Ventils 73 bei einem Kaltstart oder bei einem Start bei Normaltemperatur gesteuert, wobei ein Teil der Zerstäubungsluft 10a oder des Zerstäubungs-AGR-Gases 27a mit dem Kraftstoffsprühstrahl 6 auf seinem gesamten Umfang zusammenprallt, so daß sie sich einander gegenüber befinden.
Dadurch werden die Zerstäubung und die Gas/Flüssigkeitsvermischung des Kraftstoffsprühstrahls 6 gefördert. Um dann ein Anhaften des Kraftstoffsprühstrahls 6 an der Innenwandoberfläche des Einlaßrohrs zu verhindern, wird die Strömung des Trägergases 6 oder des Träger-AGR-Gases 27b zum Transportieren des Kraftstoffsprühstrahls 6 gebildet, ferner sind die Heizeinrichtungen 70 im stromabseitigen Abschnitt angeordnet. Dadurch können die Zerstäubung und die Vermischungsverdampfung sowie die Verdampfung gefördert werden, um die Menge des an der Wandoberfläche anhaftenden Kraftstoffsprühstrahls zu verringern.
Der Grund ist der folgende. Die Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6 kann durch Zerstäuben des Kraftstoffsprühstrahls 6 beschleunigt werden, weil die Oberfläche pro Einheitskraftstoffmasse erhöht ist, weiterhin wird die Eigenschaft des Kraftstoffsprühstrahls 6, der Luftströmung im Einlaßkrümmer 47 zu folgen, verbessert, wobei eine Strömung für den Transport des zerstäubten Kraftstoffsprühstrahls 6 gebildet wird. Daher kann die Menge des an der Innenwandoberfläche anhaftenden Kraftstoffs verringert werden. Weiterhin können durch Verringern der Menge des an der Wandoberfläche anhaftenden Kraftstoffs das Startverhalten und der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 verbessert werden, zusätzlich kann auch die Abgasreinigungsleistung verbessert werden.
Durch Fördern der Zerstäubung, der Gas/Flüssigkeitsvermischung und der Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6, der der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden soll, kann der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine 1 unter Aufrechterhaltung der Stabilität der Verbrennung verzögert werden, wie in 10(a) gezeigt ist.
Durch Verzögern des Zündzeitpunkts im Vergleich zum Normalzustand kann ein Hochtemperaturabgas, das zur Ausdehnungsarbeit nicht beiträgt, erzeugt werden, so daß die Temperatur des dreifachen katalytischen Umsetzers 51 unter Verwen lung des Hochtemperaturabgases in kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur erhöht werden kann, wie in 10(b) gezeigt ist. In dem Graphen gibt die horizontale Strichlinie die Katalysatoraktivierungstemperatur an, wobei die Katalysatortemperatur in kurzer Zeit durch Erhitzen des Katalysators unter Verwendung des Hochtemperaturabgases auf die Katalysatoraktivierungstemperatur erhöht werden kann.
Durch Aktivierung des Katalysators des dreifachen katalytischen Umsetzers 51 in kurzer Zeit kann die Gesamtmenge von ausgestoßenem HC im Startbetrieb der Brennkraftmaschine 1 im Vergleich zu dem Fall mit normalem Zündzeitpunkt wesentlich verringert werden, wie in dem Graphen von 10(c) gezeigt ist. Durch Erhitzen des dreifachen katalytischen Umsetzers in kurzer Zeit kann zusätzlich zu HC auch die Menge von ausgestoßenem NO_x und von CO verringert werden.
Wie oben beschrieben worden ist, kann durch Fördern der Zerstäubung und der Gas/Flüssigkeits-Vermischung sowie der Verdampfung des Kraftstoffsprühstrahls 6, der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 9 eingespritzt wird, die Menge des an der Innenwandoberfläche des Einlaßrohrs anhaftenden Kraftstoffs verringert werden, außerdem kann das Verhalten beim Kaltstart und beim Start bei Normaltemperatur der Brennkraftmaschine verbessert werden, weiterhin kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden, schließlich kann die Abgasreinigungsleistung verbessert werden.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Menge des an der Wandoberfläche anhaftenden Kraftstoffs durch Fördern der Zerstäubung und der Gas/Flüssigkeitsvermischung des von der Flüssigkraftstoff-Einspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls verringert werden kann, können das Startverhalten und der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verbessert werden, außerdem kann auch die Abgasreinigung verbessert werden. Da weiterhin die Heizeinrichtung als Hilfsvorrichtung verwendet wird, kann die Belastung der Heizein richtung verringert werden, außerdem kann die von der Heizeinrichtung verbrauchte elektrische Energie gesenkt werden, alternativ kann die Heizeinrichtung in manchen Fällen weggelassen werden. Durch Verringern der von der Heizeinrichtung verbrauchten elektrischen Energie kann ferner die Zuverlässigkeit und die Dauerhaftigkeit der Heizeinrichtung verbessert werden.

Claims

Kraftstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, in der eine Zerstäubung eines von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls (6) durch die Wirkung eines Gases gefördert wird, wobei der zerstäubte Kraftstoffsprühstrahl (6) stromabseitig von einer Drosselklappe (4) einem Einlassrohr (5), das die Drosselklappe (4) enthält, zugeführt wird, mit einem ersten Gasdurchlass (5a), der Zerstäubungsgas (10a) einleitet, das auf den von einer Einspritzdüse (24) der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (9) eingespritzten Kraftstoffsprühstrahls (6) wirkt, um die Zerstäubung des Kraftstoffsprühstrahls (6) zu fördern, einem zweiten Gasdurchlass (5b) zum Einleiten eines Trägergases (10b) zu dem Kraftstoffsprühstrahl (6) zur Erzeugung eines gemischten Gases, und einer Heizeinrichtung (70); die so angeordnet ist, dass sie einen Durchlass für das gemischte Gas bildet, wobei das Trägergas (10b) derart zugeführt wird, dass es den Kraftstoffsprühstrahl (6) umgibt, der erste Gasdurchlass (5a) mit einem Zerstäubungsgasdurchlass (7) verbunden ist, der eine Öffnung aufweist, die unmittelbar stromab der Einspritzdüse (24) angeordnet ist, der Zerstäubungsgasdurchlass (7) um die Einspritzdüse (24) herum mündet und eine Einspritzöffnung (12) stromab der Öffnung und stromauf eines Auslasses eines mit dem zweiten Gasdurchlass (5b) in Verbindung stehenden Trägergasdurchlasses (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnung (12) eine Querschnittsfläche aufweist, die sich in einer stromabwärtigen Richtung vergrößert und eine Mündung (17) vorgesehen ist, die einen Durchlass für das gemischte Gas bildet und deren Querschnittsfläche in einer stromabwärtigen Richtung kleiner wird und die zwischen einer stromabwärtigen Seite eines Auslasses des Trägergasdurchlasses (8) und einer stromaufwärtigen Seite der Heizeinrichtung (70) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis (Qa/Q1) eines Volumenstroms (Qa) von Zerstäubungsgas (10a) zu einem Volumenstrom (Q1) von eingespritztem Kraftstoff auf einen Wert im Bereich von 250 bis 2750 gesetzt wird, zur Einstellung einer durchschnittlichen Tröpfchengröße des Kraftstoffsprühstrahls (6) kleiner als 20 um, wobei die Menge der Zerstäubungsluft (10a) durch Ändern der Fläche der Einspritzöffnung (12) gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zerstäubungsgasdurchlass (7) so ausgebildet ist, dass in Teil einer Wand des Zerstäubungsgasdurchlasses (7) durch eine vordere Strinfläche (24a) der Einspritzdüse (24) gebildet ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Zerstäubungsgasdurchlass (7) ein Gasdurchlass ist, der sich ringförmig um eine durch die Mitte der Einspritzöffnung (12) verlaufende Mittelachse öffnet, im wesentlichen auf den Kraftstoffsprühstrahl (6) orientiert ist und eine Gasströmung zur Einspritzöffnung (12) in einer Richtung quer zu der Mittelachse zulässt, und der Trägergasdurchlass (8) ein Gasdurchlass ist, der eine ringförmige Öffnung besitzt, die in Richtung der Einspritzung des Kraftstoffsprühstrahls (6) um die Mittelachse orientiert ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Durchflussmenge des durch den zweiten Gasdurchlass (5b) strömenden Trägergases (10b) größer als eine Durchflussmenge des durch den ersten Gasdurchlass (5a) strömenden Zerstäubungsgases (10a) ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Gasdurchlass (5a) und der zweite Gasdurchlass (5b) so ausgebildet sind, dass Endabschnitte des ersten und des zweiten Gasdurchlasses (5a, 5b) stromaufseitig als ein gemeinsamer Gasdurchlass ausgebildet sind, der stromaufseitig von der Drosselklappe (4) vom Einlassrohr (5) abzweigt.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest ein stromaufseitiger Endabschnitt des ersten Gasdurchlasses (5a) oder des zweiten Gasdurchlasses (5b) mit einem Abgasrohr (48) einer Brennkraftmaschine verbunden ist.
Brennkraftmaschine, die eine Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.