DE69809102T2

DE69809102T2 - Lufteinlasssystem für eine Viertaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69809102T2
Application number: DE69809102T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Hagasaka; Yoshiyuki Higaki; Haruhiko Samoto; Fumimoto Sano; Yoshinobu Yashiro
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: US6196186B1; JP3886217B2; EP0867608A3; US6039029A; JPH1172068A; EP0867608B1; EP0867608A2; DE69809102D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Viertakt-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Mittel war, um die Ausgangsleistung von dem Viertaktmotor nach dem Stand der Technik zu erhöhen, einen großen Zeitabstand festzulegen, wenn sowohl die Lufteinlaßventile, als auch die Auslaßventile offen waren, das sogenannte "Überlappen". Solch eine Verlängerung des Öffnungsabstandes für die Lufteinlaßventile ist ein Verfahren, daß sich die Menge von Lufteinlaßluft erhöht, wenn der Motor in einem Hochdrehzahl-Betriebsbereiches arbeitet.
Wenn Motoren eine hohe Überlappung verwenden, die festgelegt ist, ist es jedoch besonders in dem niedrigen Drehzahlbetriebsbereich, wie z. B. im Leerlauf, notwendig, die Kraftstoffkonzentration zu steuern, um ein Luft-/Kraftstoffverhältnis zu erhalten, das reicher ist, als das theoretische Luft-/Kraftstoffverhältnis (λ = 1).
Andererseits erfordert effiziente Reinigung des Abgases durch einen Dreielement- Katalysator die Betriebsweise bei dem theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnis. Demzufolge, wenn ein O&sub2;-Sensor verwendet wird, um Rückkopplungssteuerung für die Reinigung des durch den Motor emittierten Abgases vorzusehen, ist es notwendig, einen breiten Bereich von stabilen Motorbetriebsweisen bei dem theoretischen Luft-/Kraftstoffverhältnis zu haben, der es schwierig macht, die oben beschriebene hohe Überlappung zu verwenden. Die gegenwärtige Situation ist, daß es schwierig ist, gleichzeitig höhere Ausgangsleistung, effiziente Abgasreinigung und geringen Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Die gegenwärtigen Anmelder haben intern vorher Viertaktmotoren entwickelt und vorgeschlagen, die das Volumenverhältnis minimieren, d. h., das Öffnungsvolumen, gebildet durch das Volumen von den Lufteinlaßventilöffnungen bis zu dem Drosselventil in dem Lufteinlaßkanal, zu dem Hubvolumen, gebildet durch die Verlagerung jedes Zylinders. Eine solche Vorgehensweise verhindert verminderte Ausgangsleistung und schafft gleichzeitig ein Verfahren der Abgasreinigung bei geringen Kosten.
Die Viertaktmotoren in dem obigen Vorschlag verwenden ein zwischen 0,15 und 0,45 festgelegtes Volumenverhältnis, das beträchtlich kleiner als ein herkömmlich verwendetes ist. Um solch ein Verhältnis zu realisieren ist es notwendig, die Drosselventile in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen anzuordnen.
Außerdem erfordert die betriebliche Steuerung solcher Motoren die Verwendung eines Drosselsensors, um die Öffnung des Drosselventiles als Mittel des Abschätzens der Motorbelastung auf der Grundlage der Drosselventilöffnung zu erfassen.
Wenn jedoch das vorhergehende Drosselventil enger zu den Lufteinlaßventilöffnungen angeordnet ist, spricht die Einlaßluftmenge in übermäßig empfindlicher Weise auf die Drosselventilöffnung an. Als ein Ergebnis gibt es z. B., wenn die Drosselöffnung schnell unter den Bedingungen ohne Belastung geöffnet wird, um den Motor (Luftausblasen) durchzudrehen, gibt es wegen dieser Empfindlichkeit zu der Drosselventilöffnung einen akuten Anstieg im Lufteinlaß, ohne irgendeine Verzögerung im Verhalten. Der Kraftstoff wird infolge dessen, daß er eine höhere spezifischen Schwerkraft als Luft besitzt, in seinem Anstieg, verglichen mit dem Anstieg in der Luft, verzögert, und als ein Ergebnis kann ein Brennverlust während des anfänglichen Zeitraumes der Drosselbetätigung unter Umdrehung ohne Belastung auftreten. Solch ein Umstand kann das Betätigungsgefühl des Motors beeinträchtigen.
Motoren nach dem vorhergehenden Vorschlag können, als ein Ergebnis des Anordnens der Drosselventile in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen, in Abhängigkeit der Platzierung der Kraftstoffeinspritzventile, dem Kraftstoff gestatten, an den Lufteinlaßkanalwänden anzuhaften, um dadurch außerdem die Möglichkeit des Verzögerns der Kraftstoffverhaltensmerkmale zu schaffen. Nochmals ist es für den aus den Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzten Kraftstoff möglich, unzureichend atomisiert zu werden, was außerdem die Verbrennungseigenschaften und das Betätigungsgefühl des Motors weiter beeinträchtigt.
Es gibt Beispiele, bei denen der vorerwähnte Drosselsensor verwendet werden kann die Öffnung des Drosselventiles zu ändern, um aber die betriebliche Steuerung des Motors mit einem hohen Genauigkeitsgrad an den Tag zu legen, ist es notwendig, hohe präzise Ausgangsleistungsmerkmale mit ausgezeichneten linearen Merkmalen zu haben; hohe Kosten werden in solchen Konstruktionen die dringendste Angelegenheit.
Jedoch entstehen grundsätzlich dieselben Probleme mit Viertaktmotoren, deren Drosselventile nicht in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen angeordnet sind.
Das Stand der Technik-Dokument EP-0-856 649 A2 bildet in Bezug auf die vorliegende Erfindung ein unveröffentlichtes Stand der Technik-Dokument nach Artikel 54 (3) EPC. Das Dokument lehrt eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Lufteinlaßvorrichtung, die einen Lufteinlaßkanal aufweist. Die Lufteinlaßvorrichtung ist mit einem Drosselventil versehen und einem Kraftstoffeinspritzventil, stromaufwärts in Bezug zu dem Drosselventil auf einer Seitenoberfläche des Lufteinlaßkanales vorgesehen. Ein Dämpfungsventil ist innerhalb des Lufteinlaßkanales vorgesehen, wobei ein veränderlicher Spalt zwischen einer Seitenoberfläche des Einlaßkanales auf einer Seite vorgesehen ist, die der mit dem Kraftstoffeinspritzventil versehenen Seite gegenüberliegt.
Aus dem Stand der Technik-Dokument US 4 264 537 ist ein veränderlicher Venturi-Typ Vergaser einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Venturi-Typ Vergaser weist ein Dämpfungsventil mit einem bewegbaren Kolben und einem Kraftstoffventil auf, die zueinander gegenüberstehen, um einen veränderlichen Spalt zwischen einer Endoberfläche des bewegbaren Kolbens und der Düsenöffnung des Kraftstoffeinspritzventiles zu schaffen. Die veränderbare Venturi-Typ Anordnung gebildet durch den bewegbaren Kolben und das Kraftstoffeinspritzventil, ist stromauf in Bezug auf ein Drosselventil vorgesehen.
Eine Brennkraftmaschine mit einer Lufteinlaßvorrichtung kann aus dem Stand der Technik-Dokument DE-A-20 56 748 entnommen werden. Die Einlaßvorrichtung weist einen Einlaßkanal mit einem Hauptdrosselventil auf. Stromauf in Bezug auf das Hauptdrosselventil ist ein zusätzliches Drosselventil vorgesehen. Das weitere Drosselventil dient als eine Art von Dämpfungsventil in Bezug auf die Luft, die durch den Einlaßkanal strömt. Das zusätzliche Drosselventil weist einen bewegbaren Kolben auf, wobei eine Endfläche des Kolbens einer Seitenoberfläche des Lufteinlaßkanales zugewandt ist, um einen veränderlichen Spalt für die Einlaßluft zwischen der Seitenoberfläche des Lufteinlaßkanales und dem Kolben zu schaffen. Stromabwärts in Bezug auf das Hauptdrosselventil ist ein Kraftstoffeinspritzventil an einer weiteren Seitenoberfläche des Einlaßkanales vorgesehen. Die Seitenoberfläche des Einlaßkanales, die den veränderlichen Spalt schafft, ist der Seitenoberfläche des Einlaßkanales, vorgesehen bei dem Kraftstoffeinspritzventil, gegenüberliegend.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine hohe und genaue Betriebssteuerung mit einfachen technischen Mitteln hat.
Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Viertakt-Brennkraftmaschine gelöst, die die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 hat.
Da die Dämpfungsventile, die den Querschnitt des Lufteinlaßkanales entsprechend der Lufteinlaßbedingungen verändern können, stromauf der Drosselventile in den Lufteinlaßkanälen angeordnet sind, wird, wenn das Drosselventil schnell geöffnet wird, der negative Druck innerhalb des Lufteinlaßkanales größer als die Vorspannung in der geschlossenen Richtung an dem Dämpfungsventil, was es während des Erzeugens einer Impedanz in dem Einlaßkanal veranlaßt zu öffnen. Dadurch wird die erhöhte Luftgeschwindigkeit der Einlaßluft, die durch das schnelle Öffnen des Drosselventiles verursacht wurde, abfallen. Demzufolge wird selbst unter Motorumdrehungen ohne Belastungsbedingungen eine übermäßige Erhöhung in der Luftmenge gehemmt, was zu einer Mäßigung der Verzögerung in der Kraftstoffreaktion führt, und was den Brennverlust und den verminderten Betätigungsgefühl des Motors hemmt.
Hier ist, als ein Verfahren zum Verbessern der vorhergehenden Kraftstoffreaktion, eine sogenannte beschleunigte Zusatzmenge verwendet worden, um das Kraftstoffvolumen zu erhöhen, das auf der Grundlage der Motorumdrehungen (RPM) und der Drosselöffnung eingespritzt wird, wenn der Motor schnell beschleunigt wird. Jedoch neigt dieses Verfahren sowohl die Kraftstoffökonomie, als auch die Abgasemissionen zu verschlechtern. In dem Fall eines Ausführungsbeispieles ist es möglich, die Größe der während der Beschleunigung verwendeten Kraftstofferhöhung zu vermindern, und dadurch die Verschlechterung der Kraftstoffökonomie und der Abgasemissionen zu hemmen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung ist eine Mehrzahl von Drosselventilkörpern, jeder mit einem Drosselventil und einem Kraftstoffeinspritzventil ausgerüstet, und mit einem gemeinsamen Kraftstoffzuführungsverteiler vereint. Ein Kraftstofffilter und ein Kraftstoffdruckreglerventil sind mit diesem Kraftstoffzuführungsverteiler verbunden, um eine vereinheitlichte Lufteinlaßvorrichtung zu bilden. Selbst in Mehrfachzylinderanwendungen werden eben solche Lufteinlaßvorrichtungseinheiten gebraucht, um auf dem Motor montiert zu werden. Diese Ausführung erleichtert die Montage des Motors.
Überdies kann die Vereinheitlichung der Lufteinlaßvorrichtung leicht verwendet werden, um die Vorrichtung kompakter zu machen, was besonders nützlich an Motoren für Motorräder ist, wo es schwierig ist, den erforderlichen Raum für ihre Montage zu sichern.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, da der Einlaßluftkanal auf der Zylinderachsenseite ansteigt, und da die vorhergehenden Dämpfungsventile in den Decken der vorhergehenden Lufteinlaßkanälen angeordnet sind, kann die Luftein laßvorrichtung kompakter gemacht werden, selbst während sie die Dämpfungsventile enthält. Überdies ist es möglich, den Kraftstoffzuführungsverteiler zu montieren, der den Hochdruckkraftstoff zuführt zu den Kraftstoffeinspritzventilen in der Ecke, gebildet durch die Bodenoberfläche des Luftreinigers, der mit dem stromaufwärtigen Ende des Lufteinlaßkanales und durch die Wandoberfläche des Kraftstofftankes verbunden ist. Dieser Effekt macht es möglich, den gesamten Motor kompakter zu machen, was besonders nützlich in Motoren für Motorräder ist.
Nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind ein Drosselsensor, der die Drosselventilöffnung erfaßt, und ein ECU-Gehäuse, zum Unterbringen der ECU, die eine betriebliche Steuerung des Motors vorsieht, an einem Drosselkörper, der ein Drosselventil unterbringt, montiert. Diese Anordnung des Drosselsensors, der ECU und des Drosselventiles kann vordem Montieren zusammengebracht werden, und die Ausgangsmerkmale des Drosselsensors können geprüft und in dem Speicher der ECU gespeichert werden, um es für die ECU möglich zu machen, das Ausgangssignal von dem Drosselsensor zu korrigieren, um mit Standardwerten übereinzustimmen. Dies führt zu ausgezeichneten linearen Merkmalen in den Ausgangssignaleigenschaften für den Drosselsensor, ohne dazu zu führen, kostspielige, hohe Genauigkeitsbestimmungen zu haben. In dieser Anwendung können preisgünstige Drosselsensoren verwendet werden.
Außerdem war es in dem Stand der Technik für die Feineinstellung notwendig, das Ausgangssignal des Drosselsensors einzustellen, um seine Ausgangssignalwerte pro Zeiteinheit einzustellen, als die Drosselventile auf eine bestimmte Öffnung vollständig geschlossen oder geöffnet waren. Die Ausrüstung dieser Art vom Ausführungsbeispiel würde es unnötig machen, diese Feineinstellung auszuführen.
Außerdem noch, da der Drosselsensor und das ECU-Gehäuse als eine Steuereinheit vereinheitlicht sind, wird ein langwieriges Verdrahten, um die ECU mit dem Sensor zu verbinden, unnötig gemacht und die Steuereinheit kann leicht mit dem Motor verbunden werden, bereits nachdem sie mit dem Drosselkörper verbunden worden ist. So ist die Motormontage durch das Verbinden des Drosselsensors und dem ECU-Gehäuse mit einem Drosselkörper sehr erleichtert.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Aufbauten, die den Druck von der strömenden Luft (Rammluftdruck) anwenden, um die Füllmenge zu erhöhen, wird dieser Druck in die positive Druckkammer der Betriebskammer des Dämpfungsventiles eingeführt, um es dadurch möglich zu machen, den schlechten Einfluß des Rammluftdruckes auf die Öffnung des Dämpfungsventiles während des Hochgeschwindigkeits-Motorbetriebs auszuschließen und um gutes Reaktionsverhalten durch die Einlaßluft mit dem Betrieb des Drosselventiles zu erreichen.
Vorzugsweise ist das Dämpfungsventil so konfiguriert, daß sich der freie Kolben in den Lufteinlaßkanal in einer Weise einbettet, die sich in Richtung der stromabwärtigen Seite neigt, um die Luftdruckreibung an dem freien Kolben zu vermindern, um den glatten Betrieb des Kolbens zu erleichtern. Außerdem bedeutet dies, daß die Oberseite des Dämpfungsventiles weiter weg von der Kopfabdeckung angeordnet ist, was es möglich macht, das Dämpfungsventil und durch die Erweiterung das Drosselventil in enger Nähe zu der Motorseite anzuordnen, um dadurch in der Lage zu sein, das Öffnungsvolumen und das Volumenverhältnis weiter zu vermindern. Diese Konstruktion führt zu einem Verbessern beim Abgasreinigen, ohne die Motorausgangsleistung zu vermindern.
Vorzugsweise überlappt zumindest ein Teil des Drosselsensors die Kettenkammer, wenn in Richtung der Kurbelwelle gesehen wird, was es möglich macht, den Drosselsensor, und durch die Erweiterung, das Drosselventil in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen zu platzieren. Außerdem liegt der Drosselsensor, wenn in Richtung der Zylinderachse gesehen wird, an der Innenseite der Kettenkammer in Richtung der Nockenwelle, um eine Störung zwischen dem Drosselsensor und der Kettenkammer zu vermeiden, wenn das Drosselventil in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen angeordnet ist, und um eine weitere Verminderung des Öffnungsvolumens und des Volumenverhältnisses, als ein Mittel das Abgas zu reinigen, zu erreichen, ohne zu veranlassen, die Motorausgangsleistung zu verschlechtern.
Vorzugsweise ist nach einem Ausführungsbeispiel, das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 übereinstimmt, der Verbindungswinkel des vorhergehenden Drosselsensors rund um die Ventilwelle variabel, um die Einstellung der minimalen Öffnung des Drosselventiles, die nach der Einstellung der Leerlaufumdrehungen pro Minute (RPM) vorgenommen werden soll, zu gestatten, um es dadurch möglich zu machen, die Drosselöffnung durch den Einstellungswinkel der Befestigung des Sensors zu normen (Null). Diese Konstruktion verbessert die Erfassungsgenauigkeit der Drosselventilöffnung.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug zu verschiedenen Ausführungsbeispielen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles einer Lufteinlaßvorrichtung für Viertaktmotoren ist. Das erste Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine Draufsicht ist, die den montierten Zylinderblock und die Drosselkörperbereiche auf dem Motor des vorhergehenden ersten Ausführungsbeispieles zeigt.
Fig. 3 eine graphische Darstellung ist, die die Form der Lufteinlaßanschlüsse an dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel des Motors zeigt.
Fig. 4 eine seitliche Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiel des Motors ist.
Fig. 5 eine obere Schnittdarstellung (entlang der Linie V-V von Fig. 4) des vorhergehenden ersten Ausführungsbeispieles des Motors ist.
Fig. 6 eine obere Schnittdarstellung des Lufteinlaßsystems für das vorhergehende erste Ausführungsbeispiel des Motors ist.
Fig. 7 eine Schnittdarstellung (entlang der Linie VII-VII von Fig. 6) eines Lufteinlaßkanales des ersten vorhergehenden Ausführungsbeispieles des Motors ist.
Fig. 8 eine obere Schnittdarstellung des Lufteinlaßsystems für das vorhergehende erste Ausführungsbeispiel des Motors ist.
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Prüfvorrichtung für den Motor des vorhergehenden ersten Ausführungsbeispieles ist.
Fig. 10 ein Diagramm der Drosselöffnung und des Ausgangssignales von dem Drosselsensor des vorgehenden ersten Ausführungsbeispieles des Motors ist.
Fig. 11 ein Blockdiagramm ist, das den Betrieb der Motorprüfvorrichtung des vorgehenden ersten Ausführungsbeispieles zeigt.
Fig. 12 ein Blockdiagramm ist, das den Betrieb der Motorprüfvorrichtung des vorgehenden ersten Ausführungsbeispieles zeigt.
Fig. 13 eine seitliche Schnittdarstellung des Motorlufteinlaßsystems eines zweiten Ausführungsbeispieles ist. Das zweite Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 eine obere Schnittdarstellung des vorgehenden zweiten Ausführungsbeispieles ist.
Fig. 15 eine obere Schnittdarstellung des Lufteinlaßsystems einer Modifikation des vorhergehenden ersten Ausführungsbeispieles ist; diese Modifikation stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein.
Fig. 16 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel ist, das mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmt und alle Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 zeigt.
Fig. 17 eine Druntersicht (in der Richtung von Pfeil A der Fig. 18) der Motorlufteinlaßvorrichtung für ein viertes Ausführungsbeispiel ist. Das vierte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 eine Seitenansicht der Vorrichtung des vorhergehenden vierten Ausführungsbeispieles ist.
Fig. 19 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung ist. Das fünfte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 20 eine Seitenansicht eines Motorrades ist, ausgerüstet mit dem vorhergehenden fünften Ausführungsbeispiel.
Fig. 21 eine seitliche Draufsicht der Motorlufteinlaßvorrichtung eines sechsten Ausführungsbeispieles ist. Das sechste Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 22 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines siebenten Ausführungsbeispieles ist. Das siebente Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 23 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines achten Ausführungsbeispieles ist. Das achte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines neunten Ausführungsbeispieles ist. Das neunte Ausführungsbeispiel stimmt mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein.
Fig. 25 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines zehnten Ausführungsbeispieles ist. Das zehnte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 26 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines elften Ausführungsbeispieles ist. Das elfte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit alten Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 27 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines zwölften Ausführungsbeispieles ist. Das zwölfte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Fig. 28 eine Rückansicht ist, die die Position des Drosselsensors in dem vorhergehenden zwölften Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 29 eine seitliche Schnittdarstellung der Motorlufteinlaßvorrichtung eines dreizehnten Ausführungsbeispieles ist. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel stimmt nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 überein, erklärt aber die Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1 bis 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel (ein erstes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 übereinstimmt, aber wesentliche Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 1 ist eine gesamte strukturelle Ansicht des Motors; Fig. 2 ist eine Draufsichtdarstellung des Zylinderblocks und des Drosselkörperbereiches des Motors; wenn sie in einem Fahrzeug montiert sind; Fig. 3 ist eine Draufsicht in Schnittdarstellung, die die Form der Einlaßanschlüsse des Motors zeigt; Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung der rechten Seite des Motors; Fig. 5 ist eine Draufsicht in Schnittdarstellung (entlang der Linie V -V der Fig. 4) des Lufteinlaßsystems; Fig. 6 ist eine Seitenansicht der rechten Seite in Schnittdarstellung des Drosselkörperbereiches; Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung entlang Linie VII-VII der Fig. 6; Fig. 8 ist eine Draufsicht in Schnittdarstellung des Lufteinlaßsystems; und die Fig. 9 bis 12 sind Figuren, um das Korrekturverfahren, ausgeführt durch die ECU auf der Grundlage des Drosselsensorausgangssignales, zu erklären. In dem Ausführungsbeispiel wird die Bezugnahme auf vor und zurück, links und rechts aus der Perspektive eines Fahrers, der auf dem Fahrzeug sitzt, sein.
In den Figuren ist 1 ein wassergekühlter, Viertakt-, innenliegender Vierzylinder-, Fünfventilmotor für Motorräder. Der Motor 1 ist in dem Rahmen 2 des Motorrades in solch einer Weise montiert, daß seine Kurbelwelle 3 quer angeordnet ist, und seine Zylinderachse A (siehe Fig. 4) neigt sich von der Senkrechten vorwärts. Der Motor 1 hat eine innere Getriebevorrichtung, die an der Vorderseite des Zylinderkörpers 5 eingefügt ist. Ein Zylinderkopf 6 und eine Kopfabdeckung 7 sind mit der Oberseite des Zylinder- Körpers verbunden. Kolben 8 sind gleitbar in die Zylinderbohrungen 5a des Zylinderkörpers 5 eingesetzt, und die Kolben 8 sind mit der Kurbelwelle 3 mittels Pleuelstangen 9 verbunden.
Außerdem sind vier konkave Verbrennungsbereiche 6a in der Oberfläche des vorhergehenden Zylinderkopfes 6 gebildet, die sich mit dem Zylinderkörper 5 verbindet, und Elektroden von Zündkerzen 10 begrenzen die Innenoberfläche dieser konkaven Verbrennungsbereiche 6a in ihrer Mitte.
Es gibt auch drei Lufteinlaßventilöffnungen 6b und zwei Auslaßöffnungen 6c, angeordnet entlang des Umfanges jeder der vorhergehenden konkaven Verbrennungsbereiche 6a. Lufteinlaßventile 11 und Auslaßventile 12 sind in den jeweiligen Lufteinlaßventilöffnungen 6b oder Auslaßventilöffnungen 6b installiert, und sind in Richtung der normalerweise geschlossenen Position vorgespannt. Eine Lufteinlaßnockenwelle 13 öffnet oder schließt die Lufteinlaßventile 11, wie es eine Auslaßnockenwelle 14 für die Auslaßventile 12 tut.
Die dynamische Ventilvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispieles vom Motor 1 ist vom Seitenkettentyp (siehe Fig. 2), wobei die vorhergehende Lufteinlaßnockenwelle 13 und die Auslaßnockenwelle 14 von der rechten Seitenwand des Motors 1 vorspringen und diese werden durch die vorhergehende Kurbelwelle 3 mittels eines Zahnflachriemens innerhalb einer Kettenkammer 6d, die sich in Richtung der Zylinderachse von dem Motor erstreckt, rotierend angetrieben.
Das Lufteinlaßsystem für den vorhergehenden Motor 1 ist mit Lufteinlaßöffnungen 15 ausgerüstet, die durch die hintere Wand des Zylinderkopfes 6 zu den Luftventilöffnungen 6b für jeden der Zylinder mit einem Drosselkörper 17 durchgehen, der durch eine Verbindung 16 mit jedem externen Verbindungsanschluß 15a der Lufteinlaßöffnung 15 verbunden ist, und ein Lufteinlaßkanal 19, der den Drosselkörper 17 mit dem Inneren des Luftreinigerkastens 18 verbindet. Die gesamte Form jedes Lufteinlaßkanales, gebildet durch die vorhergehenden Lufteinlaßöffnungen 15, Drosselkörper 17 und Lufteinlaßkanal 19 ist ungefähr linear, und ist in der ungefähr lotrechten Richtung ausgerichtet. Ein solches Vorgehen minimiert den Lufteinlaßwiderstand auf das kleinstmögliche Niveau. Der Winkel des Lufteinlaßkanales zu seiner Zylinderachse A kann ungefähr in einem Bereich von 30 bis 60 Grad eingestellt werden.
Der vorhergehende Luftreiniger 18 ist zwischen den linken und rechten Tankverzweigungen 2a, 2a des Fahrzeugrahmens 2 montiert. Obwohl es in den Figuren nicht gezeigt ist, ist der Kraftstofftank rückwärts des vorhergehenden Reinigungskastens 18 montiert und sowohl der Kraftstofftank, als auch der vorhergehenden Reinigungskastens 18 sind durch die Tankabdeckung abgedeckt.
Die vorerwähnten Lufteinlaßöffnungen 15 sind aus einem einzigen Hauptbereich 15b an der vorhergehenden äußeren Verbindungsöffnung 15a und drei Verzweigungsöffnungen 15 zusammengesetzt, die in die vorhergehenden Lufteinlaßventilöffnungen 6b verzweigen. Die äußere Verbindungsöffnung 15a ragt leicht in einer zylindrischen Form von der hinteren Wand des Zylinderkopfes 6 vor, und die vorhergehende ringförmige Gummiverbindung 16 verbindet sie mit dem stromabwärtigen Verbindungsnabenabschnitt 17a des vorhergehenden Drosselkörpers 17. Dieser Aufbau gestattet das Lagern des Drosselkörpers 17 auf dem Zylinderkopf 6. Die vier Drosselkörper 17, einer pro Zylinder, sind mittels eines ECU-Gehäuses 23 vereinheitlicht, das nachstehend beschrieben wird.
Die vorhergehenden Drosselkörper 17 sind aufgebaut, um das Drosselventil 20 zu enthalten, das nachstehend beschriebene Dämpfungsventil 40, und zusätzlich, um das Kraftstoffeinspritzventil 25 zu lagern. Das vorhergehende Drosselventil 20 ist in Richtung des stromabwärtigen Verbindungsnabenbereiches 17a jedes der jeweiligen Drossselkörper angeordnet; es besteht aus einer kreisförmigen Ventilplatte 20a, die auf einer Ventilwelle 20b verschraubt ist. Die verschiedenen Ventilwellen 20b der vorhergehenden Drosselventile 20 für jeden Zylinder ragen zu der Außenseite des Drosselkörpers, wo sie mit einer Verbindungsvorrichtung 21 verbinden. Die Verbindungsvorrichtung 21 ist von einem Typ, der eingestellt werden kann, um die Leerlauföffnung für jedes der Drosselventile genau einzustellen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Drosselkörper 17 für jeden der vorhergehenden Zylinder in einer Weise aufgestellt, so daß, wenn der nachstehend beschriebene Drosselsensor 22 verbunden ist, der Abstand W1 von der Mittellinie des Fahrzeuges L zu dem rechten Ende des Drosselsensors derselbe ist, wie der Abstand W2 von dem linken Ende des Drosselkörpers 17 zu der Mittellinie L des Fahrzeuges.
Dann sind die Linien X1, X2, die zu der Fahrzeugmittellinie L parallel sind und durch die Mitten der Lufteinlaßkanäle der ersten und zweiten Einlaßdrosselkörper 17, 17 von rechts durchgehen, leicht durch D1, D2 (spezifisch um 2 mm) in Richtung der Kettenkammerseite von den Linien Y1, Y2 versetzt, die zu der vorhergehenden Fahrzeugmittellinie L parallel sind und durch die Zylinderachse des ersten und zweiten Zylinders von rechts durchgehen. Andererseits sind die Linien X3, X4, die zu der vorhergehenden Fahrzeugmittellinie parallel sind und die durch die rechtsseitige dritten und vierte Drosselkörper-Lufteinlaßkanalachse durchgehen, durch D3, D4 versetzt (spezifisch um 7 mm, 14 mm) in Richtung der Kettenkammer von den Linien Y3, Y4, die parallel zu der vorhergehenden Fahrzeugmittellinie L sind und durch die Zylinderachsen des dritten und vierten Zylinders von rechts durchgehen. D. h., je weiter nach links des Zylinderkörpers, desto mehr ist die Drosselkörper-Lufteinlaßkanalachse von der Zylinderachse nach rechts versetz worden. Dieses Merkmal schließt einen großen, linksseitigen Vorsprung des linken Enddrosselkörpers von der linken Wand des Zylinderbocks 6 aus, der einen breiteren Fahrzeugrahmen erfordern würde.
Es gibt eine Steuereinheit 24, zusammengesetzt aus einem ECU-Gehäuse 23, das einen Drosselsensor 22 enthält, der die Öffnung des Drosselventiles 20 erfaßt, und einen Motorbetriebssteuereinheit ECU, die entfernbar mit dem Drosselkörper 17 an dem rechten Ende verbunden ist.
Der Drosselsensor 22 der vorhergehenden Steuereinheit 24 ist mit einem vorspringenden Aufbau an der Außenseite der Drosselwelle 20b des Drosselventiles 20 an seinem rechten Ende verbunden; er erfaßt den Drehwinkel (Drosselöffnung) der Drosselwelle 20b.
Dieser Drosselsensor 22 ist auf der Seite der Kettenkammer 6d des vorhergehenden Zylinderkopfes 6 positioniert, d. h., in dem Totraum an der Rückseite des rechten vorspringenden Bereiches der Kettenkammer.
Die Verbindungsvorrichtung 21 zwischen dem vorhergehenden ersten Drosselkörper 17 und dem zweiten Drosselkörper 17 ist mit einer Drosselriemenscheibe 41 verbunden, die durch ein Drosselkabel 42 mit dem Drosselgriff (nicht gezeigt) an den Handgriffen verbunden ist. Die Drosselventile werden dadurch mit der Drehbetätigung des Drosselgriffs synchron geöffnet oder geschlossen.
Die vorhergehenden Kraftstoffeinspritzventile sind jeweils in der Bodenwand des vorhergehenden Drosselkörpers 17 montiert, stromauf und in enger Nähe zu den vorhergehenden Drosselventilen 20. Die Verbindung ist derart, daß die Einspritzdüsen 25a auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventiles und der stromabwärtigen Seite des Dämpfungsventiles sind. Der Kraftstoffnebel von der Einspritzdüse 25a des Kraftstoffeinspritzventiles 25 trifft die stromaufwärtige Seitenoberfläche (Oberseite) des Drosselventiles 20 in dem Bereich nahe der Bodenwand, wenn das Drosselventil vollständig geschlossen ist (minimale Öffnung). Wenn vollständig geöffnet ist (maximale Öffnung), trifft der Kraftstoff die Bodenoberfläche des Drosselventiles 20 in erster Linie an seiner stromabwärtigen Seite. Somit kann der Kollisionsbereich für den Kraftstoffnebel, wie oben beschrieben, durch Positionieren der vorhergehenden Einspritzdüse 25a und durch die Form der Düse angemessen ausgerichtet werden.
Außerdem sind die Kraftstoffübertragungsbohrungen 25b der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzventile 25 mit einem einzelnen Kraftstoffzuführungsverteiler 26 verbunden. Der Kraftstoffzuführungsverteiler 26 ist zylindrisch und lang genug, um die Kraftstoffeinspritzventile für alle Zylinder zu überspannen. Der Kraftstoffzuführungsverteiler ist durch ein Kraftstoffzuführungsrohr 27 mit einer Kraftstoffpumpe 28 und dem Kraftstofftank 29 verbunden.
Hier bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein Kraftstoffdruckregelventil, das an der Auslaßseite der Kraftstoffpumpe 28 des vorhergehenden Kraftstoffzuführungsrohres 27 verbunden ist; es reguliert den Druck des Kraftstoffes, der gerade zu den Kraftstoffeinspritzventilen 25 zugeführt wird. Dieses Kraftstoffdruckregelventil 30 ist vom veränderlichen Kraftstoffdrucktyp, das den Druck des durch die Kraftstoffpumpe 28 auf der Grundlage eines Steuerdruckes regelt. Der negative Einlaßdruck vom Zusammenfluß der Anschlüsse, stromab der Drosselventile entnommen, wurde als der vorhergehende Steuerdruck verwendet.
Wenn das Drosselventil 20 an seiner Leerlauföffnung ist (minimale Öffnung), weil der vorhergehende Steuerdruck (negativer Einlaßdruck) viel geringer ist, als der atmosphärische Druck, reguliert das vorhergehende Kraftstoffdruckregelventil 30 den Druck in dem Kraftstoffzuführungsverteiler 26, auf einen entsprechend geringen Druck. Dies minimiert den Druckunterschied zwischen dem Kraftstoffdruck innerhalb des Kraftstoffzuführungsverteilers 26 und dem Druck an der Kraftstoffeinspritzposition (der ungefähre Atmosphärendruck auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles), was zu einer kleineren Kraftstoffmenge führt, die eingespritzt wird. Als ein Ergebnis gibt es einen wesentlich verbreiterten dynamischen Bereich, der das Verhältnis der minimalen Menge der Kraftstoffeinspritzung zu der maximalen Menge der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist.
Der Zweck der vorerwähnten Dämpfungsventile 40 ist, irgendwelche schnelle Volumenveränderungen vom Lufteinlaß, die von der schnellen Öffnung des Drosselventiles 20 herrühren, zu dämpfen. Ventilklappenventile sind für diesen Zweck verwendet worden. D. h., die Dämpfungsventile sind aus einem Ventilplattenteil 40b zusammengesetzt, das an seiner oberen Kante mit einem Wellenteil 40a verbunden ist. Das Wellenteil 40a ist frei gelagert, um mittels einer Lagerbohrung 17f, die in Richtung der Nockenwelle des Deckenbereiches 17e der Drosselkörper gebildet ist, zu schwingen. Eine vorspannende Feder (nicht gezeigt) oder seine eigene Elastizität wird verwendet ihm zu gestatten, normalerweise geschlossenen zu bleiben, wie durch die Doppelpunkt-Strichlinie in Fig. 6 gezeigt.
Die Form des vorhergehenden Ventilplattenteiles 40b ähnelt einem Oval, das rechtwinklig zu seiner Längsachse halbiert worden ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Position des Dämpfungsventiles 40 in dem Lufteinlaßkanal 17d des Drosselkörpers derart, daß das Ventilplattenteil 40b eine Form hat, die mit dem ¹/&sub2; eines Ovals übereinstimmt, was ihm in dem Lufteinlaßkanal 17d gestattet, ohne Störung von den Innenoberflächen frei zu schwingen. Außerdem verursacht die Geschwindigkeitszunahme des Luftstromes in dem Bereich nahe der Einlaßöffnungen 6b in der hinteren Wand des Zylinders, wo die Strömungen in die Zylinderbohrung 5a zusammengeführt werden, die Erzeugung eines vertikalen Wirbels (Fallströmung), der entlang der Innenseite der Zylinderbohrung in Richtung der Zylinderachse strömt.
Die vorhergehende ECU 23 empfängt Eingangssignale eines Drosselöffnungssignales des vorhergehenden Drosselsensors 22, ein Motorumdrehungssignal (RPM) von einem Motorsensor für die Umdrehungen pro Minute, und ein Luft-/Kraftstoffverhältnissignal von einem O&sub2;-Sensor, angeordnet in dem Abgassystem, was ihm auf der Grundlage eines Betriebszustandes des Motors gestattet, ein Zündzeitpunkt-Steuerungssignal zu dem Zündschaltkreis 39 und Kraftstoffeinspritzvolumen- und Zeitpunktsteuerungssignale zu den Einspritzventilen zuzuführen.
Der Motor 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ein oben beschriebenes Volumenverhältnis (Öffnungsvolumen/Verlagerung pro Zylinder) von 0,15 bis 0,45, was beträchtlich kleiner als in herkömmlichen Motoren ist. Da die Drosselventile 20 in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen 6b angeordnet sind, gibt die Strömung der Einlaßluft sehr empfindlich die Öffnung des Drosselventils wieder.
Andererseits ordnet der Motor in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kraftstoffeinspritzventile 25 stromauf des Drosselventils an, was, verglichen mit dem herkömmlichen Fall, bei dem der Kraftstoffnebel auf die Bodenfläche vom Schirmaufbau des Ventiles aufgesprüht wird, Besorgnis einer übermäßig verzögerten Kraftstoffreaktion hervorruft.
Als ein Ergebnis, wenn die Drosselventile 20 unter einer Bedingung ohne Belastung geöffnet werden, um Motorumdrehungen ohne Belastung (Luftausblasen) auszuführen, wird die Einlaßluftmenge, die sich sehr empfindlich auf die Öffnung des Drosselventiles 20 verhält, schnell erhöht. Dieses Merkmal führt zu einer größeren Verzögerung bei der Erhöhung der Menge der Kraftstoffeinspritzung, als dies der Fall während der schnellen Beschleunigung sein würde, und kann das weitere Problem der starken Einlaßluftströmung in den Einlaßkanälen verursachen, was den Kraftstoff, der in die Brennkammer gesaugt wird, veranlaßt, an den Kanalwänden anzuhaften, und zu dem Brennverlust während des anfänglichen Zeitraumes der Drosselbetätigung bei dem vorhergehenden Umdrehen ohne Belastung führt und zu verschlechtertem Betätigungsgefühl des Motors.
Der Motor 1 des vorliegenden Ausführungsbeispieles, der die oben beschriebenen Dämpfungsventile 40 verwendet, widmet sich dieser Angelegenheit. Wenn die Drosselventile 20, wie oben beschrieben, schnell geöffnet werden, verursacht der hohe negative Druck auf der stromabwärtigen Seite die normalerweise geschlossenen Dämpfungsventile 40 zu öffnen. Der Einlaßluftwiderstand, auferlegt durch diese Dämpfungsventile 40, puffert die erhöhte Geschwindigkeit und das Volumen der Einlaßluft ab, was die Verzögerung in der Kraftstoffreaktion während der Motorumdrehungen ohne Belastung dämpft, den Brennverlust hemmt, und den Verlust vom Betätigungsgefühl des Motors verhindert.
Andererseits, da die Kraftstoffeinspritzventile 25 auf der stromaufwärtigen Seite der Drosselventile angeordnet sind, wenn die Drosselventile bei ihrer minimalen Öffnung sind, trifft der Kraftstoffnebel den Bodenwandbereich der Drosselventile, was seine Atomisierung unterstützt und zu guter Verbrennung, verbesserter Kraftstofökonomie und guter Abgasreinigung beiträgt.
Weiter ist es möglich, um selbst das Betätigungsgefühl des Motors während des Motordrehens ohne Belastung besser zu unterstützen, einen extremen Betriebszustand durch Messen zu erfassen, ob der neutrale Schalter während des schnellen Öffnens des Drosselventiles EIN ist. Es ist dann möglich, zwischen extremen Betriebszuständen unter Belastung und solchen Zuständen ohne Belastung (Motorumdrehung ohne Belastung) zu unterscheiden, und dann eine Korrektur zu der Kraftstoffmenge vorzunehmen, so daß sich die Menge von dem extremen Betriebszustand unter Belastung unterscheidet.
Besonders die Erhöhungskorrektur für die Kraftstoffeinspritzung ohne Belastung sollte mehr sein, als die Korrektur unter schneller Beschleunigung, und der Zeitpunkt des Ausgebens dieses Kraftstofferhöhungssignales sollte vorverschoben sein. In diesem Fall kann die Bestimmung auch aus der Motortemperatur vorgenommen werden, ob der Motor aufgewärmt ist, oder ob nicht, und wenn er noch nicht vollständig aufgewärmt ist, kann eine Korrektur auf der Grundlage der Temperatur hinzugefügt werden. Die Temperatur kann auch als ein Mittel zum Vorhersagen der Kraftstoffmenge, der den Wänden des Lufteinlaßkanales anhaftet und der Menge, die verdampft ist, verwendet werden. Eine zusätzliche Korrektur kann auch auf der Grundlage der Menge von Kraftstoffanhaftung für noch effektivere Steuerung vorgenommen werden.
Zusätzlich wendet dieses Ausführungsbeispiel eine Steuerungseinheit 24 an, die aus einem vereinheitlichten Drosselsensor 22 und dem ECU-Gehäuse zusammengesetzt ist. Die Steuereinheit 24 kann dann zu einem Drosselkörper 17 verbunden werden, um eine Anordnung zu bilden, die die folgenden betrieblichen Effekte bietet.
Die Vereinheitlichung des Drosselsensors 22 und des ECU-Gehäuses 23 beseitigt die Notwendigkeit des Verdrahtens zwischen der ECU und dem Sensor. Da außerdem die Steuereinheit mit dem Drosselkörper 17 vor seiner Verbindung mit dem Motor verbunden wird, ist die Motormontage vereinfacht, verglichen mit der Arbeit, die individuell beim Verbinden des Drosselkörpers 17, des Drossielsensors und dem ECU-Gehäuse enthalten ist.
Da der Drosselsensor 22, das ECU-Gehäuse 23 und ein Drosselventil 20 dadurch vorher verbunden sind, ist es möglich, die Ausgangsmerkmale der individuellen Drosselsensoren im Voraus zu testen, und diese Information kann dann in dem Speicher der ECU gespeichert werden, um eine hochpräzise Steuerung zu ermöglichen. So kann ein preisgünstiger Drosselsensor verwendet werden, um eine hochgenaue Steuerung zu erreichen, ohne den Ausweg der hohen Kostenspezifikation für die Ausgangsmerkmale der hochgenauen Drosselsensoren zu haben.
Außerdem war es in dem Stand der Technik notwendig, zu den Drosselsensoren Feineinstellungen vorzunehmen, so daß ihre Ausgangswerte bei einer bestimmten Öffnung, wenn sie vollständig geschlossen oder geöffnet sind, konstant sein würden. Es ist jedoch in dieser Erfindung möglich, die Notwendigkeit für solche Feineinstellungsvorgänge entfallen zu lassen.
Die Verfahren zum Speichern der vorerwähnten Ausgangsmerkmale in den Speicher der ECU wird nun in größerer Ausführlichkeit beschrieben.
In Fig. 9 ist 50 eine Prüfvorrichtung, die die Ausgangsmerkmale des Drosselsensors 22 erfaßt. Sie testet Artikel A, der zusammengesetzt ist aus einem Drosselventil 20, Drosselsensor 22, ECU-Gehäuse 23, die in einer Steuereinheit 24 mit dem Drosselkörpersensor vereinheitlicht worden sind. Ein Hochgenauigkeitsmotor 51 wird verwendet, um das Drosselventil 22 anzutreiben und dann kann das Verhältnis zwischen der Öffnung des Drosselventiles 22 und der Ausgangswerte von dem Drosselsensor genau gemessen werden.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist es im wesentlichen der Fall, daß diese genau erfaßten Merkmale, die durch eine durchgehende Linie gezeigt werden, von den Standardausgangsmerkmalen, die durch die unterbrochene Linie gezeigt sind, abweichen. Folglich kann in dem Fall, bei dem die tatsächlichen Ausgangswerte von den Standardwerten abweichen, eine Datenübertragungseinheit 52 an der Testvorrichtung 50 einen Korrekturkoeffizienten bestimmen, der das gegenwärtige Ausgangssignal p1 von dem Drosselsensor 22 veranlaßt eingestellt zu werden, um das Standardausgangssignal p2 bei einer bestimmten Öffnung S zu treffen. Auf diese Weise kann ein Korrekturplan innerhalb der Testvorrichtung 50 vorbereitet werden, und dann kann dieser Plan in dem nichtflüchtigem Speicher der ECU gespeichert werden.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, führt die ECU nach dem A/D-Umwandeln des gegenwärtigen Drosselausgangssignales von dem Drosselsensor die erforderliche Korrektur auf der Grundlage nach dem entsprechenden Standardsignal in dem vorhergehenden Korrekturplan aus, und diese korrigierte Drosselöffnung wird als die Grundlage zur Steuerung des Zündzeitpunktes, der Kraftstoffeinspritzungsdauer, des Kraftstoffeinspritzungszeitpunktes etc. verwendet. Diese Effekte führen zu höherer linearer Genauigkeit für den Drosselsensor, was Schwankungen zwischen verschiedenen Einheiten beseitigt.
Die Fig. 13 und 14 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung erklärt.
Diese Figuren werden verwendet die Dämpfungsventile zu erklären. In den Figuren tragen Teile, die jenen in den Fig. 1 bis 12 entsprechen, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Dämpfungsventile 34 vom selbstveränderlichen Venturi-Typ. Jedes Dämpfungsventil 34 besteht aus einem freien Kolben 35, der gleitbar in die Deckenwand 17e des Drosselkörpers 17 in solch einer Weise eingesetzt ist, daß er in der senkrechten Richtung innerhalb des Venturi-Kanales 17d senkrecht vorspringt, um den Querschnitt des Kanales zu variieren. Das Anschlagende des Kolbens 35 ist innerhalb einer Arbeitskammer 37 positioniert, die durch die Decke 17e des Ventilkörpers 17 und der Abdeckung 36 gebildet ist. Die Arbeitskammer 37 in eine negative Druckkammer a und eine atmosphärische Druckkammer b mittels einer Zwischenwand geteilt, das mit einer luftdichten Abdichtung mit der Oberseite des freien Kolbens 35 verbunden ist. Der Aufbau ist derart, daß der Druck zwischen der Bodenwand des vorhergehenden Venturi-Kanales 17d und der Bodenoberfläche des freien Kolbens in die vorhergehende negative Druckkammer a eingeführt wird. In der Figur ist 35a eine Nut, die in Richtung des Lufteinlaßkanales läuft und in der Bodenfläche des freien Kolbens 35 gebildet ist. Sie bildet den Lufteinlaßdurchgangsweg, wenn der freie Kolben 35 vollständig geschlossen ist. Weiterhin ist 39 eine Feder, die normalerweise den Kolben 35 in seiner minimalen Öffnungsposition hält.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel des Motors 1, wenn die vorhergehenden Drosselventile 20 schnell geöffnet werden, steigt die Geschwindigkeit der Luft, die durch den Boden des vorhergehenden Kolbens durchgeht, mit dem erhöhten Lufteinlaßströmungsvolumen an. Der negative Druck in diesem Bereich veranlaßt den Kolben 35 von seiner voreingestellten geschlossenen Position anzusteigen, wenn die Zwischenwand 38 den Kolben 35 aufwärts saugt. Dieser Effekt dämpft auf diese Art die Geschwindigkeitserhöhung des ansteigenden Einlaßluftvölumens, wenn das Ventil schnell geöffnet wird, was zum Dämpfen der Verzögerung in der Kraftstoffreaktion selbst unter den vorhergehenden Umdrehungsbedingungen ohne Belastung führt, und dem Brennverlust und Vermindern des Betätigungsgefühls.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der Drosselsensor 22 und das ECU-Gehäuse, vereinheitlicht mit der Steuereinheit 22, an dem ersten Drosselkörper 17 von der rechten Seite (an dem rechten Ende) montiert, aber es würde auch möglich sein, diese Steuereinheit mit dem vierten Drosselkörper (linkes Ende) 17 zu montieren, wie in Fig. 15 gezeigt ist. In Fig. 15 ist der Drosselkörper 17 ein großes Stück nach rechts von der Achse des vierten Zylinders versetzt worden, was es möglich macht, den Drosselkörper 22 auf der hinteren Oberfläche der Zylinderbohrung 5a des vierten Zylinders zu platzieren. Dieser Aufbau macht es möglich, die Verbreiterung des Motors zu vermeiden, und dadurch die Erweiterung, die Verbreiterung des Fahrzeuges.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel (drittes Ausführungsbeispiel), das mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmt und alle Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 zeigt. In dieser Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 15 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die vorhergehenden Kraftstoffeinspritzventile 25 so platziert, daß ihre Einspritzdüsen 25a stromab der Drosselventile 20 in den Lufteinlaßkanälen liegen. Wenn die Drosselventile an ihrer maximalen Öffnung sind, trifft zumindest ein Teil des Kraftstoffnebels den stromabwärtigen Bereich der Ventilplatte 20b des vollständig geöffneten Drosselventiles.
Somit wird in dem siebenten Ausführungsbeispiel, sowie während der Motorumdrehung ohne Belastung, die Atomisierung des Kraftstoffes durch sein Auftreffen des stromabwärtigen Bereiches der Ventilplatte 20b, wenn sie in ihrer vollständig offenen Position ist, unterstützt.
Die Fig. 17 und 18 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel (ein viertes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt.
Diese Figuren zeigen die Bodenfläche und die Seitenfläche der Einlaßeinheit, wenn von dem Motor gesehen wird. In den Figuren tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 16 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die vier Anordnungen des Drosselkörpers 17 vereinheitlicht worden, und der Drosselkörper 17 in Fig. 18 entspricht einem dieser Anordnung der vier. In der Lufteinlaßeinheit 52 dieses Ausführungsbeispieles sind die Drosselventile 20, sowie die Kraftstoffeinspritzventile 25 in der Anordnung der vier Dros selkörper 17 enthalten, und jedes der Drosselventile 25 ist mit einem gemeinsamen Zuführverteiler 26 verbunden. So vereinheitlicht die gemeinsame Zuführverteilerverbindung die vorhergehenden vier Drosselkörper. Die Kraftstoffzuführungsöffnung 26a dieses Kraftstoffzuführverteilers 26 ist mit einem Kraftstofffilter 51 und mit einem Kraftstoffdruckregelventil 30 verbunden, die an der Kraftstoffrückführungsöffnung 26b verbunden sind.
Hier sind der vorhergehende Kraftstofffilter 51 und das Kraftstoffdruckregelventil 30 in der vorn-nach-hinten Richtung ausgerichtet und erstrecken sich nicht in der Querrichtung hinter der Länge des Kraftstoffverteilers. Dieser Aufbau macht es möglich, die Lufteinlaßeinheit 52 in dem engen Raum zwischen dem Kniegriffbereichen 2b, 2b, gebildet durch die Biegung in dem links-rechts Paar der Tankverzweigungen 2a, 2a, zu positionieren.
Es gibt einstückige Vorsprünge 26c, gebildet an der linken und rechten Seite des vorhergehenden Kraftstoffzuführverteilers 26 zwischen den Kraftstoffeinspritzventilen 25, 25. Diese Vorsprünge sind an einem Ende mit den Streben 53 und mit dem anderen Ende der Streben 53 mit den zwei Drosselkörpern 17, 17 befestigt.
Außerdem gibt es Zuführungsrohre 54, die den Druck von stromab der Drosselventile 20 in die Drosselkörper und die Zuführrohre 54, geteilt in zwei Verzweigungen, zuführen, eine, die mit dem vorhergehenden Kraftstoffdruckregelventil 30 verbindet und die andere mit dem Lufteinlaß-Druckerfassungssensor 55 für den negativen Druck verbunden.
Somit sind in diesem vierten Ausführungsbeispiel die unabhängigen Drosselkörper 17 für jeden Zylinder in dem Viertakt-Motor durch ihre Verbindung mit dem Kraftstoffzuführverteiler vereinheitlicht, und der Kraftstofffilter 51 und das Kraftstoff-Druckregelventil 30 sind mit dem Kraftstoffzuführverteiler 26 verbunden worden, um die Lufteinlaßvorrichtung insgesamt kompakter und an Motorrädern, bei denen das Finden des Raumes, um solche Vorrichtungen zu platzieren, schwierig ist, praktisch anwendbar zu machen.
Außerdem ist ein Zuführrohr 54 mit der stromabwärtigen Seite des Drosselkörpers verbunden, das den negativen Einlaßdruck zu dem Kraftstoffdruckregelventil 30 schafft. Aus diesen Gründen, die für das erste Ausführungsbeispiel erklärt worden sind, kann dieser Aufbau wesentlich verwendet werden, den dynamischen Bereich der Kraftstoffeinspritzventile 25 zu erweitern. Insbesondere erhöhtes die Zuverlässigkeit der Kraftstoffeinspritzung in dem Leerlaufbereich, bei dem nur kleine Mengen erforderlich sind und führt zu einem stabilerem Leerlauf.
Da hier das Zuführungsrohr in dem Bodenwandbereich an der stromabwärtigen Seite der Drosselkörper verbunden ist, würde dort die Möglichkeit von Kraftstoffsein, in das Zuführungsrohr 54 eingeführt zu werden, aber in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Druckerfassungssensor 55 für negativen Druck und das Kraftstoffdruckregelventil, wie in Fig. 22 gezeigt, mit einer bestimmten Kopfdifferenz ΔH (in diesem Ausführungsbeispiel sind es ungefähr 150 mm) hoch angeordnet, so daß dort kein Kraftstoffeindringen von dem Druckerfassungssensor 55 oder Kraftstoffdruckregelventil 30 erfolgen kann.
Die Fig. 19, 20 zeigen Schnittdarstellungen der Lufteinlaßvorrichtungen des weiteren Ausführungsbeispieles (fünftes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick auf das Thema der vorliegenden Erfindung erklärt, wenn es an der linken Seite des Motorrades montiert ist. In den Figuren tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 18 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel gibt es eine Verbindung auf der stromaufwärtigen Seite des Bauelementes 18a des Luftreinigers 18 einer Primärkammer 18b und eines Rammlufteinführungskanales 60, wo der Druck von der durchströmenden Luft (Rammluft) eingeführt wird. Der Kanal 60 ist aus Kunststoff hergestellt und hat einen kreisförmigen Querschnitt, der sich vorwärts als ein Zylinder erstreckt. Seine Öffnung auf der stromaufwärtigen Seite 60a ist auf einen schmaleren Durchmesser leicht geneigt. Die vorhergehende Öffnung auf der stromaufwärtigen Seite 60 ist in enger Nähe zu dem Kopfrohr 2c des Fahrzeugrahmens 2 positioniert und von dem Fahrzeug vorwärts zugewandt.
Es gibt eine zweite Kammer 18e, die stromab der Bauelemente 18a des vorhergehenden Luftreinigers 18 ist, mit dem ein Ende eines Rammlufteinführungsschlauches 61 verbunden ist. das andere Ende des Schlauches ist mit der Atmosphärendruckkammer (positive Druckkammer) b der Arbeitskammer 37 der vorhergehenden Dämpfungsventile 34 verbunden.
In diesem fünften Ausführungsbeispiel, wenn das Fahrzeug angehalten ist und Umdrehungen ohne Belastung stattfinden, oder wenn es gerade fährt und die Drossel schnell geöffnet wird, arbeiten die Dämpfungsventile 34 in einer Weise ähnlich zu jener in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen. Das erhöhte Lufteinlaßvolumen wird von schnellerer Luftströmung begleitet, die sich nach dem Bodenende des vorhergehenden Kolbens 35 bewegt, und der negative Druck in diesem Bereich verursacht den geschlossen-voreingestellten Kolben 5 aufzusteigen, wenn die Zwischenwand 38 den Kolben 35 aufwärts saugt. Dieses Merkmal dämpft den Geschwindigkeitsanstieg der Einlaßluftströmung, wenn die Drosselventile schnell geöffnet werden. Selbst wäh rend der vorerwähnten Umdrehungen ohne Belastung wir die Verzögerung in der Kraftstoffreaktion gedämpft, um dadurch den Brennverlust und verschlechterte Betätigungsgefühl des Motors zu verhindern.
Andererseits, da es einen Verdichterdruckeinführungskanal 60 in diesem Ausführungsbeispiel gibt, dient der Verdichtungsluftdruck, um den Druck innerhalb des Lufteinlaßkanales durch einen Betrag, der der Geschwindigkeit des Fahrzeuges entspricht, zu erhöhen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Öffnung des freien Kolbens 35 durch den Druckunterschied, erzeugt auf der Grundlage des freien Kolbens 35, zwischen dem Einlaßluftdruck Po und dem Druck P1 innerhalb der Atmosphärendruckkammer b ( = P1 - Po), bestimmt. Beachte, je größer ΔP, desto größer die Öffnung des freien Kolbens 35. Wenn so das Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten läuft, wird der Luftdruck innerhalb des Lufteinlaßkanales durch einen Betrag erhöht, der dem Verdichterdruck Po' entspricht, der den negativen Druck Po an dem vorhergehenden freien Kolben 35 vermindert, und als ein Ergebnis, der den vorhergehenden Unterschied ΔP vermindert. Dieses Merkmal könnte Besorgnis über unangemessen freie Kolbenöffnung 35 hervorrufen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der vorhergehende Verdichterluftdruck Po' auch zu der Atmosphärendruckkammer b geführt, so daß der vorhergehende Druckunterschied ΔP = Po' - Po ist, um dadurch den Betrag aufzuheben, durch den der negative Druck Po vermindert wird und um den vorhergehenden Druckunterschied ΔP am Kleinerwerden zu hindern. Dieses Merkmal legt jedes Thema über unangemessene freie Kolbenöffnung bei, wenn das Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten fährt, während das erforderliche Luftvolumen für Hochgeschwindigkeitsbetriebsweisen und zum Verbessern der Reaktion des Einlaßluftvolumens auf die Öffnungs- und Schließbetätigungen des Drosselventiles 20 gesichert wird.
Fig. 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel (sechstes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt, es ist eine Draufsicht in Schnittdarstellung eines Lufteinlaßkanalbereiches. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 20 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Krafstoffeinspritzventile 25, 25 in jedem der vorhergehenden Drosselkörper 17c in einer derartigen Weise positioniert, daß ihre Düsen zwischen den Drosselventilen 20 und dem vorhergehenden Dämpfungsventil liegen, und derart, daß sie parallel mit der Achslinie des Lufteinlaßkanales ausgerichtet sind. Diese Kraftstoffeinspritzventile 25, 25 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem einzelnen Kraftstoffzuführverteiler verbunden.
Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel während des Motorleerlaufens oder Niedrigdrehzahlbetriebes, wenn nur wenig Kraftstoff erforderlich ist, nur eines der zwei Kraftstoffeinspritzventile betätigt, aber in mittleren bis hohen Drehzahlbereichen (RPM), in denen hohe Kraftstsoffanforderungen vorherrschen, werden beide Kraftstoffeinspritzventile betätigt. Außerdem ist die Menge des von einem der Kraftstoffeinspritzventile eingespritzten Kraftstoffes festgelegt geringer zu sein, als die von dem anderen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzte Menge, um den Bereich der Kraftstoffeinspritzung von sehr kleinen Mengen, auf große Mengen zu verbreitern, die dadurch den dynamischen Bereich wesentlich verbreitern.
Fig. 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel (siebentes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 21 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Einspritzdüsen 25a des ersten Kraftstoffeinspritzventiles 25 zwischen dem Drosselventil 20 und dem vorhergehenden Dämpfungsventil 34 positioniert, während die Einspritzdüse 25a eines zweiten Kraftstoffeinspritzventiles 25' auf der stromabwärtigen Seite des vorhergehenden Drosselventiles 20 positioniert ist, besonders so, daß der Kraftstoff in den Bereich eingespritzt wird, wo die Lufteinlaßventile 11 in die Lufteinlaßöffnung 5 eingesetzt worden sind.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, während des Motorleerlaufens oder Niedrigdrehzahlbetriebes, wenn nur eine kleine Kraftstoffmenge erforderlich ist, wird nur eines der zwei Kraftstoffeinspritzventile 25 betätigt, während der mittleren bis hohen Drehzahlbetriebsbereiche (RPM), wenn eine große Kraftstoffmenge erforderlich ist, werden beide Kraftstoffeinspritzventile 25, 25' betätigt. Außerdem ist die von dem ersten Kraftstoffeinspritzventil 25 eingespritzte Kraftstoffmenge, festgelegt kleiner zu sein, als die von dem zweiten Kraftstoffeinspritzventil 25' eingespritzte Menge. Diese Anordnung macht die Steuerung über einen breiten Bereich der Kraftstoffeinspritzung, von sehr kleinen auf große Mengen möglich, die dadurch den dynamischen Bereich wesentlich verbreitern.
Fig. 23 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel (achtes), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 21 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 in einer derartigen Weise positioniert, daß es seinen Kraftstoffnebel in Richtung der Karmanschen Wirbel c richtet, der sich auf der stromabwärtigen Seite des Dämpfungsventiles 34 bildet. Besonders die Einspritzdüse 25a des Kraftstoffeinspritzventiles 25 ist zwischen dem freien Kolben 35 des Dämpfungsventiles 34 und dem Drosselventil 20 positioniert und ist leicht in Richtung der stromaufwärtigen Seite gerichtet.
Während der Betriebsbereiche, bei denen der freie Kolben 35, wie in der Figur gezeigt, eine kleine Öffnung hat, entwickelt sich in dem oberen Bereich des freien Kolbens ein Wirbel, um einen Karmanschen Wirbel c zu erzeugen. Aber in diesem Ausführungsbeispiel wird die Atomisierung des eingespritzten Kraftstoffes unterstützt und die Verbrennungseigenschaften durch Verwenden des Karmanschen Wirbels c verbessert, da der Kraftstoff in Richtung des Karmanschen Wirbels c eingespritzt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil in der Bodenwand der Lufteinlaßkanales platziert worden, aber, wie durch die Doppelpunktlinie in derselben Figur gezeigt, ein Kraftstoffeinspritzventil 25' könnte selbstverständlich auf der Seite des Dämpfungsventiles positioniert werden, und seinen Kraftstoffnebel in Richtung des Karmanschen Wirbels c gerichtet haben.
Fig. 24 ist eine seitliche Schnittdarstellung des Lufteinlaßkanalbereiches, gezeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel (neuntes Ausführungsbeispiel), das mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung übereinstimmt. In den Figuren tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 23 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das vorhergehende Kraftstoffeinspritzventil platziert, um die Kraftstoffeinspritzung in Richtung des Karmanschen Wirbels c zu richten, der sich auf der stromabwärtigen Seite des vorhergehenden Drosselventiles 20 entwickelt. Besonders das Kraftstoffeinspritzventil 25 ist in der Bodenwandseite der Lufteinlaßöffnungi 5 in dem Zylinderkopf 6 platziert, wobei überdies die Einspritzdüse 25a in Richtung der des Karmanschen Wirbels c gerichtet ist, der sich stromab des Drosselventiles 20 entwickelt.
Wenn der Betriebsbereich derart ist, daß die Öffnung des Drosselventiles 20 klein ist, wie in der Figur gezeigt, wird ein Karmanscher Wirbel c auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventiles 20 erzeugt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffnebel in Richtung des Karmanschen Wirbels c gerichtet, wobei der Karmansche Wirbel c seine Atomisierung und verbesserte Verbrennung unterstützt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel war das Kraftstoffeinspritzventil in der Bodenwandseite des Lufteinlaßanschlusses platziert, aber es würde selbstverständlich möglich sein, das Kraftstoffeinspritzventil an der Deckenseite nahe des Dämpfungsventiles 34 in dem Lufteinlaßanschluß anzuordnen und den Kraftstoffnebel in Richtung des vorhergehenden Karmanschen Wirbels c zu richten.
Fig. 25 ist eine seitliche Schnittdarstellung des Lufteinlaßbereiches eines weiteren Ausführungsbeispieles (zehntes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 24 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das vorhergehende Dämfungsventil 34 mit einem freien Kolben ausgerüstet, der innen zurückgehen und von dem Lufteinlaßkanal in eine Richtung senkrecht zu seiner Achse vorspringen kann, und eine Düsennadel 35b, die sich in der vorhergehenden Richtung vom Vorsprung erstreckt. Diese Düsennadel 35b ist in die Kraftstoffzuführungsbohrung 17f eingesetzt, die in der Wand an der gegenüberliegenden Seite von dem freien Kolben (Bodenwand) des Lufteinlaßkanales gebildet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 25 hat seine Kraftstoffeinspritzdüse 25a so positioniert, daß der Kraftstoffnebel von der Kraftstoffzuführungsbohrung 17f in Richtung der Basisoberfläche des vorhergehenden freien Kolbens 35 gerichtet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoff in Richtung der Hochgeschwindigkeitsluft gerichtet, die zwischen der Bodenwand des Lufteinlaßkanales und des freien Kolbens 35 strömt, und weiter trifft sie die Bodenfläche des freien Kolbens 35, um das Mischen des eingespritzten Kraftstoffes mit der Luft zu gewährleisten, als ein Mittel die Kraftstoffatomisierung zu unterstützen. Die Kraftstoffatomisierung wird weiterhin unterstützt, indem der Kraftstoff durch den vorhandenen Spalt, erzeugt durch den Schnittpunkt der Düsennadel 35b Inder Kraftstoffzuführungsbohrung 17f durchgeht.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 koaxial mit der Kraftstoffzuführungsbohrung 17f positioniert, aber es würde auch möglich sein, wie durch die Doppelpunktlinien in Fig. 25 gezeigt, das Kraftstoffeinspritzventil 25' bei einem Winkel in Bezug zu der Kraftstoffzuführungsbohrung zu positionieren, um den Kraftstoff in stromaufwärtige oder stromabwärtige Richtungen zu richten.
In dem Fall, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 25' vorhanden war, um den Kraftstoff in stromaufwärtige oder stromabwärtige Richtungen einzuspritzen, würde der Kraftstoff die Innenoberfläche der Kraftstoffzuführungsbohrung 17f treffen und dann zurückprallen und sich von der Bodenfläche des Kolbens entfernt ausbreiten, was dadurch bessere Kraftstoffatomisierung durch Erleichtern seines Gemisches mit dem Luftstrom an der Basis des freien Kolbens 35 erleichtert.
Fig. 26 ist eine seitliche Schnittdarstellung, um ein weiteres Ausführungsbeispiel (elftes Ausführungsbeispiel) zu erklären, das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 25 ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
In diesem elften Ausführungsbeispiel ist das vorhergehende Dämpfungsventil 34 in der Deckenwand 17e an der Kopfabdeckung 7 seitlich des Drosselkörpers 17 platziert, und sein freier Kolben 35 zieht sich zurück und ragt bei einem Winkel, stromab innen eines Venturi-Kanales gerichtet (Lufteinlaßkanal), vor. Außerdem gibt es eine Negativdruckzuführungsbohrung 35b, gebildet in der Bodenfläche des freien Kolbens 35, die den negativen Druck der Luftströmung zwischen der Bodenwand 17g des Venturi-Kanales 17d und der Bodenfläche des freien Kolbens in die Negativdruckkammer a zuführt. Während es in den Figuren nicht gezeigt ist, waren die freien Kolben für die Ausführungsbeispiele 2 bis 14 auch mit diesen Negativdruck-Übertragungsbohrungen ausgerüstet.
Außerdem ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Kraftstoffeinspritzventil zwischen dem vorhergehenden Dämpfungsventil 34 und dem Drosselventil 20 in der Bodenwand des vorhergehenden Drosselkörpers, der Kopfabdeckung gegenüberliegend, patziert worden. Die Einspritzdüse 25a des Kraftstoffeinspritzventiles richtet den Kraftstoff stromab bei einem Winkel mittels einer Kraftstoffeinspritzbohrung 17h, gebildet in der Bodenwand 17g des Drosselkörpers 17, und überdies ist der Kraftstoff in Richtung der Deckenoberfläche der Hauptanschlußbereiches 15b der Lufteinlaßöffnung 15 gerichtet.
Der Kraftstoffzuführungsverteiler 26, der mit den oberen Enden der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzventile verbunden ist, ist an seinem Vorsprungteil 26c mit dem Tragvorsprungsbereich 17i des Drosselkörpers 17 mittels Schrauben 26b befestigt. So vereinheitlicht der Kraftstoffzuführungsverteiler 26 die vier Gerätesätze der Drosselkörper 17.
Das vorhergehende Drosselventil 20 ist vom Drosselklappenventil-Typ mit einer Ventilplatte 20a, befestigt an einer Ventilwelle 20b, die drehbar parallel zu der Nockenwelle eingesetzt worden ist, um über den Venturikanal 17d des Drosselventilkörpers 17 zu laufen. Wenn die Ventilplatte 20a in der vollständig geschlossenen Position ist, ist der Bodenkantenbereich 17g unmittelbar stromab der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzbohrung 17h positioniert. Wenn so die Kraftstoffventilplatte 20a aus ihrer vollständig geschlossenen Position geöffnet wird, bewegt sich die Bodenwand 17g der Drosselventilplatte von der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzbohrung 17h weg; mit anderen Worten; sie dreht sich entgegen des Uhrzeigersinns (in die Richtung von Pfeil d) der Fig. 26.
Im wesentlichen werden Leerlaufeinstellungen durch leichtes Öffnen des Drosselventiles 20 aus seiner vollständig geschlossenen Leerlaufposition (im wesentlichen 1 bis 5) vorgenommen. Dann kann die Winkelbefestigung des vorhergehenden Drosselsensors 22 zu der Drosselöffnung auf Null gestellt werden, nachdem die Leerlaufeinstellung ausgeführt worden ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungsventil so platziert worden, daß der freie Kolben in dem Venturikanal 17d bei solch einem Winkel zurückgeht und vorspringt, daß sie sich stromab neigt. Dieser Aufbau vermindert den Reibungswiderstand der Luftarbeit gegen den Freien Kolben 35, um den Betrieb des Kolbens glatt auszuführen und den durch den freien Kolben verursachten Luftwiderstand zu vermindern.
Überdies ist das Drosselvntil 20 so platziert, daß seine Ventilplatte 20 weniger horizontal als die Einspritzdüse 17h ist, so daß, wenn sie bei geringer Öffnung arbeitet, wie z. B. während des Leerlaufs, der Kraftstoffnebel, der in Richtung des Spaltes zwischen dem unteren Bereich der Ventilplatte 20a und der Bodenfläche des Lufteinlaßkanales gerichtet ist, in den Motor strömt. Da dieser Spalt auf derselben Seite wie die Bodenfläche des vorhergehenden freien Kolbens 35 angeordnet ist, strömt die Hochgeschwindigkeitsluft, die an der Bodenfläche des freien Kolbens 35 geströmt ist, direkt durch den vorhergehenden Spalt, um ein effektives Mischen des Kraftstoffes zu sichern, was die Verbrennung des Motors verbessert.
Außerdem trifft ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes die stromaufwärtsseitige Oberfläche c der Ventilplatte 20a und haftet der Oberfläche c an, aber da sich diese Neigung mit zunehmender Öffnung der Ventilplatte 20a nicht ändert, wird das Problem irgendeiner schnellen Veränderung in dem Luft-/Kraftstoffverhältnis zwischen niedriger Drosselöffnung und hoher Öffnung vermieden. Zufällig kann es Fälle geben, die von den Postionsbeziehungen zwischen der Ventilplatte und dem Kraftstoffeinspritzventil abhängen, bei denen der eingespritzte Kraftstoff die stromaufwärtsseitige Oberfläche der Ven tilplatte trifft und während niedrigen Öffnungsbetriebes anhaften würde, und die stromabwärtseitige Oberfläche und anhaften würde während hoher Öffnungsarbeitsweisen. Solch eine Beziehung würde ein instabiles Luft-/Kraftstoffverhältnis verursachen.
Außerdem ist die Drehung des Drosselventil 20 festgelegt worden, um in Richtung des Pfeiles d in solch einer Weise zu drehen, daß die Kante der Ventilplatte 20a an der Seite der Kraftstoffeinspritzbohrung 17f von der Einspritzbohrung 17h mit zunehmender Öffnung weiter entfernt wird. Wenn somit die Ventilplatte 20a aus der vollständig geschlossenen Position öffnet, wird das Problem des Volumens vom Lufteinlaß, das sich rasch an einem bestimmten Punkt erhöht, vermieden. Beachte, wenn die Drehrichtung des Drosselventiles in diesem Ausführungsbeispiel in die entgegengesetzte Richtung festgelegt war, würde sich die Menge der Einlaßluft schnell erhöhen, wenn die Kante der Ventilplatte die Einspritzbohrung erreicht. Dieses Problem ist jedoch in diesem Ausführungsbeispiel vermieden worden.
Die Fig. 27, 28 zeigen seitliche Schnittdarstellungen des Lufteinlaßkanalbereiches eines weiteren Ausführungsbeispieles (zwölftes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In den Figuren tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 26 gezeigten ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
Der Aufbau des zwölften Ausführungsbeispieles ist grundsätzlich ähnlich zu jenem des elften Ausführungsbeispieles, aber in diesem Ausführungsbeispiel ist der besondere Aufbau so, daß das Volumenverhältnis, nämlich das Volumen von den Lufteinlaßventilöffnungen 6b, solange das Drosselvolumen (Öffnungsvolumen) zu dem Hubvolumen (die Verlagerung pro Zylinder) festgelegt ist, niedriger zu sein, d. h., in dem oben beschriebenen Bereich von 0,15 bis 0,45.
D. h., der Aufbau der Lufteinlaßeinheit 52, zusammengesetzt aus dem Drosselkörper 17, Dämpfungsventil 34, Drosselventil 20 und Kraftstoffeinspritzventil, ist ähnlich zu jenem des fünfzehnten Ausführungsbeispieles.
In diesem Ausführungsbeispiel jedoch ist der Lufteinlaßanschluß kürzer, wie in Fig. 26 gezeigt, und seine äußere Verbindungsöffnung 15a ist in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen 6b positioniert worden. Wenn somit die vorhergehende Lufteinlaßeinheit 52 in der Richtung der Nockenwelle betrachtet wird, überlappt ein Teil des Drosselsensors 22 die Kettenkammer 6d, wo die Zeitpunktkette, die die Nockenwelle antreibt, wegen ihrer engen Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen 6b positioniert ist. In diesem Fall, wie in Fig. 32 gezeigt, ist der Drosselsensor, wenn in Richtung der Zylinderachse gesehen wird, innerhalb der Achsenrichtung von der vorhergehenden Kettenkammer 6d positioniert. Diese Anordnung vermeidet Störungen des Drosselsensors 22 und der Kettenkammer 6d.
Außerdem ragt der freie Kolben 35 des Dämpungsventiles 34 vor und geht bei einem Winkel zurück, so daß das gesamte Dämpungsventilauf der stromaufwärtigen Seite positioniert ist. Diese Anordnung vermeidet Störungen zwischen dem Dämpfungsventil 34 und dem Zylinderkopf 6, der Kopfabdeckung 7, etc. und sie ermöglicht auch der gesamten Lufteinlaßeinheit 52 näher zu den Lufteinlaßventilöffnungen 6b zu sein.
In einem zweiten Implementierungs-Ausführungsbeispiel ist der Drosselsensor so positioniert, daß wenn in Richtung der Nockenwelle gesehen wird, ein Teil von ihm die Kettenkammer 6d überlappt und wenn in Richtung der Zylinderachse oder der Richtung des Lufteinlaßkanales gesehen wird, ist es zu der Innenseite der Kettenkammer 6d versetzt und außerdem ist das Dämpfungsventil geneigt worden, so daß die Lufteinlaßeinheit 52 in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen 6b positioniert ist, was es möglich macht, eine angemessene Verminderung in dem vorhergehenden Volumenverhältnis zu erreichen, und niedrige Kosten und Abgasreinigung, ohne die Motorausgangsleistung zu beeinträchtigen, zu erreichen, um weiterhin den Brennverlust während des Laufens ohne Belasting und beeinträchtigtes Betätigungsgefühl des Motors zu verhindern.
Die Fig. 29 ist eine seitliche Schnittdarstellungen des Lufteinlaßkanalbereiches eines weiteren Ausführungsbeispieles (dreizehntes Ausführungsbeispiel), das nicht mit allen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 übereinstimmt, aber weitere Merkmale in Hinblick des Themas der vorliegenden Erfindung erklärt. In der Figur tragen Teile, die zu jenen der Fig. 1 bis 28 gezeigten ähnlich sind, dieselben Bezugszeichen.
Das dreizehnte Ausführungsbeispiel ist zu dem zwölften ähnlich, aber die Lufteinlaßeinheit 52 ist in die vorn-nach-hinten Richtung umgekehrt und ist mit der äußeren Verbindungsöffnung 15a des Lufteinlaßanschlusses verbunden. Beachte, das Dämpfungsventil 34 ist in der Bodenwand 17g angeordnet und ist auf der Seite nahe der gegenüberliegenden Kopfabdeckung des vorhergehenden Drosselkörpers 17 positioniert. Der freie Kolben 35 geht zurück oder ragt von der Bodenwand 17g in den Venturikanal 17d bei einem Winkel, der sich in Richtung der stromabwärtigen Seite neigt, vor.
Mit der Öffnung des Drosselventiles 20 dreht die Ventilplatte 20a von der Kraftstoffeinspritzbohrung 17h weg (in die Richtung des Pfeiles e). Die in Fig. 29 gezeigte Doppelpunktlinie zeigt eine alternative Anordnung, wo sich die Ventilplatte 20a des Drosselventiles entgegen des Uhrzeigersinnes in die Richtung von Pfeil f dreht.
Außerdem ist der Drosselsensor 22 in einer Weise positioniert, ähnlich zu jener in dem in Fig. 27 gezeigten Beispiel, so daß, wenn in der Richtung der Nockenwellenposition gesehen, ein Teil von ihm die Kettenkammer 6d überlappt, und wenn in Richtung der Zylinderachse oder des Lufteinlaßkanales gesehen, er von der Innenseite der axialen Richtung der Kettenkammer 6d versetzt ist.
In dem dreizehnten Ausführungsbeispiel sind die Kraftstoffeinspritzventile 25 in dem Raum zwischen dem Luftreiniger 18 und der Kopfabdeckung 7 positioniert, die der durchströmenden Luft, die zwischen der Kopfabdeckung 7 und dem Luftreiniger 18 strömt, gestattet, die Kraftstoffeinspritzventile 25 und den Kraftstoffverteiler 26 zu treffen, um den Temperaturanstieg des Kraftstoffes innerhalb des Kraftstoffverteilers und der Kraftstoffeinspritzventile 25 zu verhindern, um dadurch die Verdampfung zu verhindern und hochgenaues Bemessen zu gestatten, um stabile Verbrennung in dem Motor zu sichern.
Es ist möglich eine Lufteinlaßeinheit 52 zu verwenden, die einen identischen Aufbau für die vorhergehenden Ausführungsbeispiele 11 bis 13 hat. Diese Anordnung würde das Ziel treffen, so viele gemeinsame Teile wie möglich zuhaben.

Claims

1. Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Lufteinlaßvorrichtung, mit zumindest einem Lufteinlaßkanal (15) zum Durchgehen in eine jeweilige Brennkammer (6a), einem Drosselventil (20), angeordnet in dem Lufteinlaßkanal (15), zumindest einem Kraftstoffeinspritzventil (25), das stromab des Drosselventiles (20) auf einer Seite des Lufteinlaßkanales (15) angeordnet ist, und einem Dämpfungsventil (34, 40), das stromauf des Drosselventiles (20) angeordnet ist und das einen veränderbaren Spalt auf einer Seite des Einlaßkanales (15) vorsieht, um den Querschnitt des Lufteinlaßkanales (15) entsprechend der Lufteinlaßbedingungen zu variieren, und um erhöhte Einlaßluftströmungen, die aus einer Öffnung des vorhergehenden Drosselventiles (20) resultieren, zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzventil (25) in enger Nähe zu dem Drosselventil (20) vorgesehen ist und das Kraftstoffeinspritzventil (25) und der variable Spalt auf derselben Seite des jeweiligen Lufteinlaßkanales (15) vorgesehen sind.

2. Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor (22), um die Drosselventilöffnung zu erfassen, und eine Steuereinheit (24), zusammengesetzt aus einer integrierten ECU in einem ECU-Gehäuse (23), wobei der Sensor mit einem Drosselkörper (17), der das Drosselventil (20) enthält, verbunden ist.

3. Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (20) in enger Nähe zu den Lufteinlaßventilöffnungen (6b) vorgesehen ist, so daß ein Volumenverhältnis minimiert ist, wobei das Volumenverhältnis ein Verhältnis eines Öffnungsvolumens ist, gebildet durch das Volumen der Lufteinlaßventilöffnungen (6b) bis zu dem Drosselventil (20) in dem Lufteinlaßkanal (15), zu einem Hubvolumen, gebildet durch eine Verlagerung eines Kolbens (8) innerhalb eines Zylinders (5a) des Motors.

4. Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis zwischen 0,15 und 0,45 festlegbar ist.

5. Viertakt-Brennkraftmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaßkanal (15) unter einem Winkel von 30 bis 60 Grad in Bezug zu den Zylinderachsen des Motors geneigt ist, wobei das Dämpfungsventil (34) in den Decken des Lufteinlaßkanales (15) in Richtung der Seite der Zylinderachse positioniert ist, und wobei die vorhergehenden Kraftstoffeinspritzventile (25) in der Bodenwand an der der Zylinderachse gegenüberliegenden Seite positioniert sind.

6. Viertakt-Brennkraftmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Sätzen von Drosselkörpern (17), die Drosselventile (20), sowie mit diesen verbundene Kraftstoffeinspritzventile (25), enthalten.

7. Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzventile (25) in der Mehrzahl von Sätzen von Drosselkörpern (17) jeweils mit einem gemeinsamen Kraftstoffzuführungsverteiler (26) verbunden sind, und zusätzlich, wobei die Mehrzahl von Sätzen von Drosselkörpern (17) mittels des Kraftstoffzuführungsverteilers (26) vereinheitlicht ist, wobei die Kraftstoffzuführungsöffnung des Kraftstoffzuführungsverteilers (26) einen verbundenen Kraftstofffilter (51) aufweist und ein Kraftstoffdruckregulierungsventil (30), verbunden mit einer Kraftstoffrückführungsöffnung, aufweist.

8. Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffzuführungsverteiler (26), der den Hochdruckkraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen (25) zuführt, in einem Eckbereich, gebildet durch die Bodenfläche eines Luftreinigers (18), der mit dem stromaufwärtigen Ende des Lufteinlaßkanales (15) verbunden ist und der Wandfläche des Kraftstofftanks.

9. Viertakt-Brennkraftmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch Raumluftdruck-Führungskanäle (60), die den Luftdruck, der aus der durchströmenden Luft durch die Lufteinlaßkanäle (15) resultiert, leiten, und Drosselventile (20), installiert inmitten der vorhergehenden Lufteinlaßkanäle (15), wobei Dämpfungsventile stromauf der vorhergehenden Drosselventile (20) in den vorhergehenden Lufteinlaßkanälen (15) vorgesehen sind, die den Querschittsbereich des Lufteinlaßkanales (15) auf seiner stromaufwärtigen Seite verändern können, um die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Luft zu dämpfen, die sich in Abhängigkeit der Öffnung der vorhergehenden Drosselventile (20) entwickelt, wobei die Dämpfungsventile (34) aus einem freien Kolben (35) bestehen, der sich in den Lufteinlaßkanal (15) in einer Richtung ungefähr rechtwinklig zuseiner Achse zurückzieht, wobei der freie Kolben (35) eine Arbeitskammer (37) hat, untergebracht in dem äußeren Endbereich des freien Kolbens (35), die mit einer Zwischenwand (38) ausgerüstet ist, die eine luftdichte Verbindung mit dem außenseitigen Ende des freien Kolbens (35) schafft und die vorhergehende Arbeitskammer (37) in eine Negativdruckkammer und eine Positivdruckkammer teilt, wobei der negative Einlaßdruck abgegriffen in dem Bereich zwischen den Wandoberflächen des vorhergehenden Lufteinlaßkanales (15) und dem vorhergehenden freien Kolben (35), in die vorhergehende Negativdruckkammer eingeführt wird, und zusätzlich der vorhergehende Raumluftdruck in die vorhergehende Positivdruckkammer zugeführt wird.