[go: up one dir, main page]

RU2153094C2 - Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском - Google Patents

Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском Download PDF

Info

Publication number
RU2153094C2
RU2153094C2 RU97115680/06A RU97115680A RU2153094C2 RU 2153094 C2 RU2153094 C2 RU 2153094C2 RU 97115680/06 A RU97115680/06 A RU 97115680/06A RU 97115680 A RU97115680 A RU 97115680A RU 2153094 C2 RU2153094 C2 RU 2153094C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
valve
inlet
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
RU97115680/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97115680A (ru
Inventor
Мартин Мюллер
Уве Майенберг
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU97115680A publication Critical patent/RU97115680A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2153094C2 publication Critical patent/RU2153094C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F02D41/3029Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10072Intake runners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/024Increasing intake vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • F02F2001/246Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis and orientated radially from the combustion chamber surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Предлагаемый двигатель (1) внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском, с впускной трубой (14), с по меньшей мере двумя камерами сгорания (5), с по меньшей мере одним впускным клапаном (7) и по меньшей мере одним выпускным клапаном (8) в каждой из камер (5), с клапаном (9) непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания (5) и с подводящим каналом (16) в по меньшей мере один впускной клапан (7) каждой камеры сгорания (5), по которому из впускной трубы (14) протекает управляемый дроссельным органом (36) воздух, причем воздух может поступать из системы сохранения испаряющегося топлива в топливом баке за дроссельным органом (36), а ввод испарившегося топлива из системы сохранения испаряющегося топлива в подводящий канал (16) происходит только в части камер сгорания (5), в частности, в одной единственной камере сгорания (6) двигателя (1). Изобретение обеспечивает сохранение послойного состояния заряда в камерах сгорания и во время регенерации адсорбционного фильтра. 9 з. п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском топлива.
Известен из ЕР 0488254 В1 двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском топлива, который, как показано в примере исполнения на фиг. 1, имеет четыре цилиндра или четыре камеры сгорания с клапаном впрыска топлива в каждой из них, осуществляющим впрыск непосредственно в камеру сгорания, вследствие чего в ней получается сравнительно узкоограниченное облако топливных капелек. Облако топливных капелек имеет ламинарную структуру и благодаря специальной форме днища поршня попадает завихренным в свечу зажигания, которая осуществляет управляемое по времени зажигание облака топливных капелек. Внутреннее смесеобразование при помощи клапана непосредственного впрыска топлива известно специалистам под названием "послойный заряд" или "послойное распределение топлива в заряде". Однако состояние топлива в заряде ограничивается нижним диапазоном частичного нагружения двигателя, в частности, диапазоном холостого хода. Сравнительно узкоограниченное облако топливных капелек позволяет осуществить сгорание с высоким избытком воздуха в камере сгорания, что приводит к снижению расхода топлива и выбросов вредных компонентов в отработанном газе. Однако в диапазоне повышенных нагрузок двигателя внутреннего сгорания, прежде всего в верхнем диапазоне частичного и полного нагружения, требуется повысить количество топлива, выдаваемое клапаном впрыскивания, чтобы тем самым обеспечить нужную повышенную мощность. Выдаваемое этим клапаном количество топлива столь высоко, что больше невозможно осуществить в камерах сгорания состояние послойного распределения топлива в заряде, вследствие чего стремятся к возможно более однородному распределению топлива в камерах сгорания, чтобы сжигать топливо, как это делалось обычно прежде, без избытка воздуха с почти стехиометрическим топливовоздушным соотношением.
Для того, чтобы обеспечить переход от состояния послойного распределения топлива в заряде, характеризуемого в среднем весьма обедненной топливовоздушной смесью, к характеризуемому однородным распределением топлива состоянию с определенным топливовоздушным соотношением, в верхнем диапазоне частичного и особенно полного нагружения в камерах сгорания двигателя, согласно указанному выше известному уровню техники предусматривается приводимая в действие электродвигателем дроссельная заслонка, установленная с возможностью поворота во впускной трубе двигателя. За дроссельной заслонкой впускная труба выходит в распределитель впускной трубы, который подает воздух, засосанный двигателем через впускную трубу, в отдельные подводящие каналы впускных клапанов цилиндров. Кроме того, за дроссельным клапаном во впускной трубе предусмотрено подводящее отверстие, через которое в подводящие каналы подается топливо, поступающее из клапана, приводимого в действие электромагнитом. Этот клапан является частью системы сохранения испаряющегося топлива в топливном баке двигателя внутреннего сгорания и достаточно известен специалистам под названием "клапан регенерации" или "клапан вентиляции бака". Кроме того, в системе сохранения испаряющегося топлива имеется еще адсорбционный фильтр, заполненный адсорбционным материалом, в частности, активированным углем, чтобы улавливать выходящие из топливного бака пары топлива. Накопленные в адсорбционном фильтре пары топлива выдаются в определенных режимах работы двигателя из подводящего отверстия во впускную трубу, чтобы через распределитель впускной трубы равномерно поступать в камеры сгорания цилиндров, где они затем сгорают. Ввиду ограниченной накопительной способности адсорбционного фильтра его надо регенерировать, т.е. выводить накопленное в нем топливо, для чего в адсорбционном фильтре предусмотрен вентиляционный клапан. В фильтр при открытом положении клапана может проникать воздух, который затем увлекает с собой накопленное в адсорбционном фильтре топливо. Ввиду ввода топлива перед впускным клапаном двигателя в камере сгорания нельзя больше создать состояние послойного заряда, поскольку топливо смешивается с воздухом уже при обдувании впускного клапана. Поэтому нельзя достигнуть преимуществ послойного распределения топлива в заряде с точки зрения расхода топлива и снижения доли вредных компонентов в отработанном газе. Вследствие этого в известном уровне техники предусматривается вводить топливо при помощи клапана только в верхнем диапазоне частичного нагружения или в диапазоне полного нагружения, так как в этих диапазонах должно происходить сгорание с равномерным распределением топлива в камерах сгорания, на которое можно лишь незначительно повлиять путем наружного подвода дополнительного топлива при помощи клапана. Однако в верхнем диапазоне частичного нагружения, в частности, в диапазоне полного нагружения, во впускной трубе нет достаточного разрежения, из-за чего дополнительно предусматривают насосное устройство, которое вдувает воздух в адсорбционный фильтр, чтобы таким образом нагнетать во впускную трубу топливо, накопленное в адсорбционном фильтре.
На фиг. 1, иллюстрирующей известный уровень техники, показан второй пример исполнения двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском. Двигатель имеет четыре цилиндра или четыре камеры сгорания, каждая из которых имеет два впускных и два выпускных клапана. Каждый впускной клапан присоединен подводящим каналом отдельно к распределителю впускной трубы так, что в каждом цилиндре к двум впускным клапанам проходят два подводящих канала. При этом в одном из двух подводящих каналов в каждом цилиндре установлен приводимый в действие электродвигателем вспомогательный дроссельный орган в виде дроссельной заслонки, смонтированной с возможностью поворота в этом канале, а за этой дроссельной заслонкой в подводящем канале предусмотрено подводящее отверстие. Изображенные на фиг. 1 за четырьмя дроссельными заслонками четыре подводящих отверстия в восьми подводящих каналах соединены, например, друг с другом посредством шлангов и совместно посредством клапана. Ввод топлива клапаном производится таким образом, что дроссельные заслонки в нижнем диапазоне нагружения двигателя закрыты, а в диапазоне повышенных нагрузок немного открыты, вследствие чего за дроссельными заслонками в подводящих каналах создается разрежение, с помощью которого при открытом клапане в эти каналы всасывается накопленное в адсорбционном фильтре топливо без необходимости иметь для этого дополнительное насосное устройство. Однако ввод топлива посредством клапана прерывает на время регенерации адсорбционного фильтра состояние послойного заряда, предусмотренное в камерах сгорания.
Задача изобретения заключается в создании двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском, в камерах сгорания которого можно было бы сохранять состояние послойного заряда и во время регенерации адсорбционного фильтра.
Эта задача решается с помощью предложенного двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском, имеющего впускную трубу, по меньшей мере две камеры сгорания с по меньшей мере одним впускным и выпускным клапанами в каждой из них, клапан непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания и подводящий канал по меньшей мере к одному впускному клапану каждой камеры сгорания, служащий для пропуска управляемого дроссельным органом воздуха из впускной трубы или из системы сохранения испаряющегося топлива в топливном баке двигателя за дроссельным органом. Согласно изобретению испарившееся топливо вводят через подводящий канал только в часть камер сгорания, в частности, в одну единственную камеру сгорания двигателя.
В предпочтительной форме выполнения изобретения каждая камера сгорания двигателя имеет по меньшей мере два впускных клапана, которые подсоединены к впускной трубе через подводящий канал, имеющий разветвления в соответствии с числом впускных клапанов в каждой камере сгорания и неразветвленную часть, где установлен дроссельный орган.
При этом перед по меньшей мере одним из разветвлений и за дроссельным органом в подводящем канале предусмотрено по меньшей мере одно подводящее отверстие для ввода испарившегося топлива из системы сохранения испаряющегося топлива.
Целесообразно сделать так, чтобы каждая камера сгорания двигателя имела по меньшей мере два впускных клапана, присоединенных к впускной трубе через подводящие каналы, каждый из которых имел бы в каждой камере сгорания разветвления соответственно числу впускных клапанов, и в по меньшей мере в одном из разветвлений был бы установлен дроссельный орган.
Предпочтительно в по меньшей мере одном из разветвлений подводящего канала за дроссельным органом выполнить по меньшей мере одно подводящее отверстие, через которое из системы сохранения испаряющегося топлива в разветвление могло поступать топливо.
Предпочтительно также во впускной трубе установить главный дроссельный орган с приводом от электродвигателя.
Для выдачи испарившегося топлива из системы сохранения испаряющегося топлива в подводящий канал целесообразно использовать регенерационный клапан с приводом от электромагнита.
Желательно также вспомогательный дроссельный орган приводить в действие от электродвигателя.
Предложенный двигатель внутреннего сгорания имеет то преимущество, что подвод топлива посредством клапана системы сохранения испаряющегося топлива в топливном баке двигателя происходит таким образом, что состояние послойного заряда, характеризующееся сгоранием при высоком избытке воздуха, сохраняется по меньшей мере в одной из камер сгорания или в нескольких или в большинстве камер сгорания двигателя также и во время регенерации адсорбционного фильтра. Благодаря этому достигается дальнейшее уменьшение расхода топлива и содержание вредных компонентов в отработанных газах двигателя. Кроме того, особое преимущество состоит в том, что двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском согласно изобретению выполнен более простым и требует меньшего числа деталей. В частности, можно обойтись без предусматриваемых при известном уровне техники насосных устройств или без нескольких дроссельных заслонок в подводящих каналах к впускным клапанам двигателя.
Далее изобретение подробно поясняется описанием примеров выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
на фиг. 1 - двигатель внутреннего сгорания в схематически упрощенном виде согласно первому примеру выполнения изобретения,
на фиг. 2 - разрез по двигателю внутреннего сгорания согласно второму примеру выполнения изобретения,
на фиг. 3 - разрез по двигателю внутреннего сгорания согласно третьему примеру выполнения изобретения.
На фиг. 1 показан в схематически упрощенном виде первый пример выполнения двигателя 1 внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском согласно изобретению. Двигатель 1 имеет блок цилиндров 2, который включает, например, четыре цилиндра 4, изображенных на фиг. 1-3 соответственно заштрихованными круглыми линиями. Однако можно предусмотреть также двигатель внутреннего сгорания, имеющий два, три, пять, шесть или больше цилиндров. Известным образом в цилиндрах 4 находятся подробнее не показанные поршни. Для перемещения поршней в камерах 5 сгорания двигателя 1, ограниченных поршнями и цилиндрами 4, сжигается топливо. Возникающая вследствие сгорания топлива энергия давления преобразуется в соответствующую энергию движения поршней. При этом газообмен в камерах 5 сгорания двигателя 1 может происходить, например, по четырехтактному или двухтактному циклу. Для управления газообменом в камерах 5 сгорания двигателя 1 предусмотрены газообменные клапаны известного типа.
Как показано на фиг. 1, каждый цилиндр 4 или каждая камера 5 сгорания двигателя 1 имеет свой впускной клапан 7 и свой выпускной клапан 8. Подвод топлива в камеры 5 сгорания двигателя 1 производится посредством по меньшей мере одного клапана 9 впрыска топлива для каждой камеры сгорания. Схематически изображенные на фиг. 1, например, четыре клапана 9 впрыска топлива приводятся в действие, например, электромагнитами и соединены линиями 17 электропривода с электронным блоком управления 22, который может соответствующим образом подавать команды клапанам 9 впрыскивания топлива. Клапан 9 впрыскивания топлива, предусмотренный в каждом цилиндре 4, выдает топливо непосредственно в камеру 5 сгорания двигателя 1, предпочтительно к концу такта сжатия непосредственно перед зажиганием в тонко распыленном виде, благодаря чему в камере 5 сгорания создается сравнительно узкоограниченное облако топливных капелек. Для оптимизации смесеобразования днищу поршня можно придать специальную форму, например, с выступом и выемкой, как показано в патенте ЕР 0488254 В1, чтобы при открытом впускном клапане 7 создать в камере 5 сгорания воздушный вихрь, в который клапан 9 впрыскивает топливо, благодаря чему облако топливных капелек может распространяться в камере 5. При этом облако топливных капелек попадает, например, в ламинарном расслоении в предусмотренное в камере 5 зажигательное устройство, в частности, в свечу зажигания, которая зажигает облако топливных капелек с управлением по времени. Сравнительно узкоограниченное облако топливных капелек вызывает в камере 5 сгорание, которое в среднем происходит при высоком избытке воздуха или при обедненной смеси. Такое внутреннее смесеобразование посредством клапана 9 непосредственного впрыскивания топлива известно специалистам под названием "послойный заряд" или "послойное распределение топлива в заряде". Управление мощностью двигателя 1 внутреннего сгорания происходит в основном путем изменения количества топлива, выдаваемого в камеры 5 сгорания клапанами 9 впрыскивания топлива и частично путем изменения массы воздуха, отсасываемого двигателем 1. Состояние послойного распределения топлива в заряде в камере 5 сгорания ограничено нижним и средним диапазонами частичного нагружения двигателя, в частности, холостым ходом, чтобы путем сжигания топлива при высоком избытке воздуха достигнуть улучшенного КПД двигателя 1, благодаря чему уменьшается расход топлива и содержание вредных компонентов в отработанном газе. Однако в верхнем диапазоне частичного нагружения и особенно в диапазоне полного нагружения требуется отдавать в камеры 5 сгорания клапанами 9 увеличенное количество топлива, чтобы тем самым обеспечить повышенную мощность и крутящий момент. При этом больше невозможно сохранить состояние послойного распределения топлива в заряде, в связи с чем в камерах 5 сгорания стремятся к стехиометрическому сгоранию топлива без избытка воздуха. При этом выдаваемое клапанами 9 количество топлива повышается таким образом, что в камерах 5 получается в основном однородное распределение топлива. Для того чтобы обеспечить переход от состояния послойного распределения топлива в заряде, характеризуемого весьма обедненной топливовоздушной смесью, к характеризуемому однородным распределением топлива состоянию с определенным топливовоздушным соотношением в верхнем диапазоне частичного нагружения, в особенности при полном нагружении в камерах 5 сгорания двигателя 1, предусмотрен главный дроссельный орган 10, приводимый в действие, например, исполнительным приводом 11 с электродвигателем.
Как показано на фиг. 1, главный дроссельный орган 10 может быть выполнен, например, в виде дроссельной заслонки 10, которая установлена во впускной трубе 14 двигателя 1, чтобы соответствующим образом регулировать количество воздуха, подсасываемого двигателем 1, во впускной трубе 14. Для управления исполнительным приводом 11 служит электронный блок 22, соединенный с приводом 11 линией 12 электропередачи. Управление главной дроссельной заслонкой 10 происходит, например, таким образом, что засасываемый двигателем 1 воздух в верхнем диапазоне частичного нагружения дросселируется во впускной трубе 14 так, что сжигание в камерах 5 двигателя 1 осуществляется с почти стехиометрическим топливовоздушным соотношением (λ = 1). В нижнем диапазоне частичного нагружения и холостого хода двигателя 1 главная дроссельная заслонка 10 занимает открытое положение или промежуточное положение, чтобы при выдаваемом клапанами 9 определенном количестве топлива осуществлять в камерах 5 сгорания состояние послойного распределения топлива в заряде.
Впускная труба 14 выходит в распределитель 15, снабженный подводящими каналами 16, число которых соответствует числу цилиндров, в данном примере выполнения распределитель 15 имеет четыре подводящих канала 16. Распределитель 15 разводит поступающий в него из впускной трубы 14 воздух в подводящие каналы 16 для впускных клапанов 7 или камер 5 сгорания. Выпускные клапаны 8 присоединены известным образом к выпускному коллектору 18, который пропускает отработанные газы из камеры 5 сгорания к подключенному к коллектору 18 катализатору 19 для последующего дожигания или нейтрализации газа. Для наблюдения за сгоранием в камерах 5 сгорания перед катализатором в поток отработанного газа помещен кислородный датчик (лямбда-зонд) 20, который линией 21 электропередачи подключен к электронному блоку 22.
Как далее изображено на фиг. 1, двигатель 1 внутреннего сгорания оснащен системой сохранения испаряющегося топлива, которая служит для того, чтобы улавливать компоненты топлива, выходящие из топливного бака 25 двигателя 1. Для этого предусмотрен адсорбционный фильтр 27, присоединяемый трубой 28 к топливному баку 25, а трубой 29 - к клапану 30. Адсорбционный фильтр 27 для накопления паров топлива заполнен адсорбционным материалом, в частности, активированным углем. Клапан 30 приводится в действие электромагнитом и служит для ввода топлива, накопленного в адсорбционном фильтре 27, в определенных режимах работы двигателя 1. Такой клапан 30 достаточно известен специалистам под названием "клапан регенерации" или "клапан вентиляции топливного бака". Клапан 30 подключен линией 31 электропередачи к электронному блоку 22 управления, который управляет им, например, в тактовом цикле.
Согласно изобретению клапан 30 соединен каналом 32 только с частью цилиндров 4 или камер 5 сгорания двигателя 1, предпочтительно с одной единственной камерой сгорания. Можно однако также вводить клапаном 30 испарившееся топливо, например, в двигателе 1 с четырьмя камерами сгорания, в две или даже три камеры сгорания. В данных примерах выполнения изображен ввод в одну единственную камеру 6 сгорания, которая в дальнейшем будет называться регенерационной камерой сгорания. Для регенерации адсорбционного фильтра 27 накопленное в нем топливо выдается клапаном 30 по трубе 32 в подводящее отверстие 34, предусмотренное в стенке или внутри подводящего канала 16, и затем смешивается с воздухом, поступающим по каналу 16 в направлении стрелки 47, чтобы в виде топливовоздушной смеси пройти в регенерационную камеру 6 сгорания. В остальных трех камерах 5 сгорания не предусмотрено никакого подвода топлива посредством клапана 30. Клапан 30 выдает топливо в регенерационную камеру сгорания только в определенных режимах работы двигателя 1, получая для этого соответствующие команды от электронного блока 22 управления. Перед подводящим отверстием 34 в подводящем канале 16 для регенерационной камеры 6 установлен вспомогательный дроссельный орган 36, выполненный, например, в виде дроссельной заслонки, которая приводится в действие, например, исполнительным приводом 37 с электродвигателем. Исполнительный привод 37 подключен линией 38 электропривода к электронному блоку 22, который управляет им.
Ввиду ограниченной накопительной способности адсорбционного фильтра 27 необходимо периодически регенерировать его, т.е. продувать воздухом, для чего в фильтре 27 предусмотрено вентиляционное отверстие 40. Поскольку ввод испарившегося топлива согласно изобретению производится только в некоторые из камер 5 сгорания, в данном примере в регенерационную камеру 6 сгорания, в остальных камерах сгорания, например, в трех, в нижнем и среднем диапазонах частичного нагружения двигателя 1, в частности, на холостом ходу, сгорание продолжает происходить в состоянии послойного распределения топлива в заряде с высоким избытком воздуха. Ввод топлива с целью регенерации адсорбционного фильтра 27 посредством клапана 30 в регенерационную камеру 6 сгорания целесообразно предусматривать в нижнем диапазоне нагружения двигателя 1, в частности, на холостом ходу, поскольку именно в этом диапазоне в подводящем канале 16 для регенерационной камеры 6 сгорания при помощи вспомогательной дроссельной заслонки 36, больше или меньше запирающей поперечное сечение подводящего канала 16, можно создать достаточное разрежение. При этом вспомогательная дроссельная заслонка 36 занимает положение, в котором происходит приспосабливание мощности, отдаваемой регенерационной камерой 6 сгорания, к мощности остальных камер 5 сгорания. Во время ввода топлива клапаном 30 в подводящий канал 16 предусматривается производить сгорание в регенерационной камере 6 при в основном стехиометрическом топливовоздушном соотношении. В периоды, когда не предусматривается ввод топлива клапаном 30, можно, как и в остальных камерах 5 сгорания, перейти к состоянию послойного распределения топлива в заряде регенерационной камеры 6 сгорания и в основном полностью открывать вспомогательную дроссельную заслонку 36. Если накопленное в адсорбционном фильтре 27 топливо оказывается недостаточным для того, чтобы получить однородное распределение топлива в регенерационной камере 6 сгорания, можно еще добавить топливо при помощи находящегося в этой камере 6 клапана 9 впрыска топлива. При этом требования к производственной надежности вспомогательной дроссельной заслонки 36 невелики, так как при отказе исполнительного привода 37 или при защемлении вспомогательной дроссельной заслонки 36 всегда возможна ограниченная эксплуатация двигателя 1 путем соответствующего управления главной дроссельной заслонкой 10.
На фиг. 2, иллюстрирующей часть двигателя 1 внутреннего сгорания, показан второй пример выполнения изобретения, в котором все одинаковые или одинаково действующие части обозначены такими же номерами, как в первом примере выполнения согласно фиг. 1. Хотя на фиг. 2 показан только один цилиндр 4 или одна камера 6 сгорания, двигатель 1 имеет, например, четыре цилиндра 4 или четыре камеры 5 сгорания, которые, как показано на фиг. 2, снабжены каждая двумя впускными клапанами 7 и двумя выпускными клапанами 8. Однако можно также предусмотреть три впускных клапана или три выпускных клапана или любое иное число впускных и выпускных клапанов. Подводящий канал 16 к регенерационной камере 6 сгорания имеет соответствующее числу впускных клапанов 7 число разветвлений 44, 45. При этом предусмотренные в данном примере выполнения два разветвления 44, 45 разводят поступающий по подводящему каналу 16 воздух или возникающую вследствие выдачи топлива клапаном 30 топливовоздушную смесь отдельно в два впускных клапана 7. Разветвления 44, 45 лишь частично заходят из впускных клапанов 7 в подводящий канал 16, вследствие чего перед разветвлениями 44, 45 в подводящем канале остается неразветвленная часть 49. Воздух или топливовоздушная смесь течет в подводящем канале 16 в направлении стрелки 47 к в это время открытым впускным клапанам 7 в регенерационной камере 6 сгорания, причем перед разветвлениями 44, 45 в неразветвленной части 49 подводящего канала 16 находится подводящее отверстие 34, а немного раньше отверстия 34 расположена вспомогательная дроссельная заслонка 36, приводимая в действие электродвигателем. При этом подводящее отверстие 34 может проходить в подводящий канал 16 так, что оно, как показано сплошными линиями, расположено ближе к одному из разветвлений 44, 45, или же, как показано штриховыми линиями, находиться симметрично по отношению к разветвлениям 44, 45. Как уже отмечалось, вспомогательная дроссельная заслонка 36 при вводе топлива клапаном 30 может занимать разные положения, чтобы таким образом соответственно регулировать поступление воздуха из распределителя 15 впускной трубы в подводящий канал 16.
На фиг. 3, иллюстрирующей часть двигателя 1 внутреннего сгорания, показан третий пример выполнения изобретения, на котором все одинаковые или одинаково действующие части обозначены такими же номерами, как и на фиг. 1 и 2. Многоцилиндровый двигатель 1 с принудительным зажиганием, изображенный на фиг. 3 только с одним цилиндром 4, имеет, как и двигатель 1 на фиг. 2, два впускных клапана 7 и два выпускных клапана 8 в каждой камере 5 сгорания. Однако в отличие от второго примера исполнения согласно фиг. 2 подводящий канал 16 разделен по всей длине на два разветвления 44, 45, чтобы выдавать воздух, протекающий из распределителя 15 впускной трубы в подводящий канал 16, по отдельности через впускные клапаны в регенерационную камеру 6 сгорания. Перед обоими впускными клапанами 7 в каждом разветвлении 44, 45 помещен вспомогательный дроссельный орган 36, выполненный, например, в виде дроссельной заслонки, чтобы соответствующим образом регулировать поступающий в разветвления 44, 45 воздух. Выдача топлива клапаном 30 происходит в каждом разветвлении 44, 45, которые для этого имеют по меньшей мере по одному подводящему отверстию 34 перед впускными клапанами 7 и за дроссельными заслонками 36. Управление обеими дроссельными заслонками 36 при помощи электронного блока 22 может происходить, например, таким образом, что обе дроссельные заслонки 36 в разветвлениях 44, 45 занимают одинаковое наклонное положение или же взаимно различное положение. Однако можно также предусмотреть только в одном из разветвлений 44 или 45 подводящее отверстие 34, чтобы клапаном 30 выдавать в подводящее отверстие 34 топливо. Можно также предусмотреть два клапана 30, которые через отдельные каналы выдают в каждое подводящее отверстие 34 разветвлений 44 и 45 испарившееся топливо.

Claims (10)

1. Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском, имеющий впускную трубу, по меньшей мере, две камеры сгорания с, по меньшей мере, одним впускным и выпускным клапанами в каждом из них, клапан непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания и подводящий канал, по меньшей мере, к одному впускному клапану каждой камеры сгорания, служащий для пропуска управляемого дроссельным органом воздуха из впускной трубы или из системы сохранения испаряющегося топлива в топливном баке двигателя за дроссельным органом, отличающийся тем, что испарившееся топливо вводят через подводящий канал только в часть камер сгорания, в частности, в одну единственную камеру сгорания двигателя.
2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что каждая его камера сгорания имеет, по меньшей мере, два впускных клапана, которые подсоединены к впускной трубе через подводящий канал, имеющий разветвления в соответствии с числом впускных клапанов в каждой камере сгорания и неразветвленную часть, где установлен дроссельный орган.
3. Двигатель внутреннего сгорания по п.2, отличающийся тем, что перед, по меньшей мере, одним из разветвлений и за дроссельным органом в подводящем канале предусмотрено, по меньшей мере, одно подводящее отверстие для ввода испарившегося топлива из системы сохранения испаряющегося топлива.
4. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что каждая его камера сгорания имеет, по меньшей мере, два впускных клапана, присоединенных к впускной трубе через подводящие каналы, каждый из которых имеет в каждой камере сгорания разветвления соответственно числу впускных клапанов, и, по меньшей мере, в одном из разветвлений установлен дроссельный орган.
5. Двигатель внутреннего сгорания по п.4, отличающийся тем, что в, по меньшей мере, одном из разветвлений подводящего канала за дроссельным органом предусмотрено, по меньшей мере, одно подводящее отверстие, через которое из системы сохранения испаряющегося топлива в разветвление поступает топливо.
6. Двигатель внутреннего сгорания по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что во впускной трубе установлен главный дроссельный орган.
7. Двигатель внутреннего сгорания по п.6, отличающийся тем, что главный дроссельный орган имеет привод от электродвигателя.
8. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что для выдачи испарившегося топлива из системы сохранения испаряющегося топлива в подводящий канал служит регенерационный клапан.
9. Двигатель внутреннего сгорания по п.8, отличающийся тем, что клапан имеет привод от электромагнита.
10. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что вспомогательный дроссельный орган имеет привод от электродвигателя.
RU97115680/06A 1995-12-21 1996-07-24 Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском RU2153094C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19547916.5 1995-12-21
DE19547916A DE19547916A1 (de) 1995-12-21 1995-12-21 Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97115680A RU97115680A (ru) 1999-06-27
RU2153094C2 true RU2153094C2 (ru) 2000-07-20

Family

ID=7780871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97115680/06A RU2153094C2 (ru) 1995-12-21 1996-07-24 Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5826565A (ru)
EP (1) EP0811117A1 (ru)
JP (1) JPH11506815A (ru)
DE (1) DE19547916A1 (ru)
HU (1) HUP9702158A3 (ru)
RU (1) RU2153094C2 (ru)
WO (1) WO1997023721A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563444C2 (ru) * 2010-04-13 2015-09-20 Континенталь Отомотив Франс Способ и устройство для обнаружения блокировки спускного клапана фильтра паров бензина для двигателя транспортного средства

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2759420A1 (fr) * 1997-02-07 1998-08-14 Siemens Automotive Sa Procede et dispositif de regeneration d'un filtre a vapeurs de carburant pour un moteur a injection directe
US6148802A (en) * 1997-07-04 2000-11-21 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine, especially of an automobile
US6257209B1 (en) * 1998-03-18 2001-07-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Evaporative fuel processing apparatus for lean-burn internal combustion engine
US5950603A (en) * 1998-05-08 1999-09-14 Ford Global Technologies, Inc. Vapor recovery control system for direct injection spark ignition engines
DE19828774A1 (de) * 1998-06-27 1999-12-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE59811201D1 (de) * 1998-07-02 2004-05-19 Ford Global Tech Llc Verbrennugskraftmaschine mit Direkteinspritzung
JP3503479B2 (ja) * 1998-07-15 2004-03-08 トヨタ自動車株式会社 希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料処理装置
DE19909658A1 (de) 1999-03-05 2000-09-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung
US6314939B1 (en) * 1999-03-11 2001-11-13 Outboard Marine Corporation Methods and apparatus for controlling engine operation
DE19926310A1 (de) * 1999-06-09 2000-12-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US6279547B1 (en) 2000-05-03 2001-08-28 Ford Global Technologies, Inc. Fuel vapor emission control system employing fuel vapor tank
JP2011231735A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Nippon Soken Inc 蒸発燃料供給装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245975A (en) * 1990-11-28 1993-09-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct injection type internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563444C2 (ru) * 2010-04-13 2015-09-20 Континенталь Отомотив Франс Способ и устройство для обнаружения блокировки спускного клапана фильтра паров бензина для двигателя транспортного средства

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9702158A2 (hu) 1998-04-28
JPH11506815A (ja) 1999-06-15
WO1997023721A1 (de) 1997-07-03
EP0811117A1 (de) 1997-12-10
US5826565A (en) 1998-10-27
DE19547916A1 (de) 1997-06-26
HUP9702158A3 (en) 2000-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100363852B1 (ko) 자동차용린번엔진
US6899089B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine
EP1243779B1 (en) Direct-injection engine with turbocharger and method of controlling the same
RU2153094C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском
US6691649B2 (en) Fuel injection system for a two-stroke engine
EP0661431B1 (en) Method for supplying air and injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a two-cycle engine and internal combustion engine
US6314940B1 (en) Fuel feed system for a spark-ignition internal combustion engine and a method of operating such an internal combustion engine
EP1130240A2 (en) Cylinder injection engine and control apparatus and method thereof
JP2003074352A (ja) クランク室掃気式2行程機関用気化器
US6131554A (en) Engine having combustion control system
RU2599093C2 (ru) Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа
EP1520969B1 (en) Control device for spark-ignition engine
US6233921B1 (en) Method for reducing harmful exhaust gas emissions of a spark-ignition engine operating with a lean fuel/air mixture
US7096833B2 (en) Control device for supercharged engine
US6543410B2 (en) Direct injection engine
JP3934934B2 (ja) 理論空燃比で成層燃焼するエンジン及び該エンジンの成層燃焼方法
JP3896630B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの排気浄化装置
CN105026736A (zh) 具有可变孔口的发动机控制系统
JP4329446B2 (ja) 火花点火式エンジンの制御装置
JP2774779B2 (ja) 自動車用リーンバーンエンジン
JP2003227377A (ja) 火花点火式エンジンの制御装置
JP3894083B2 (ja) 火花点火式エンジンの制御装置
JPH0539756A (ja) エンジンの吸気装置
JPH06280581A (ja) エンジンの制御装置
JPH10103086A (ja) 筒内燃料噴射式2サイクルエンジン