DE19945544A1 - Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine - Google Patents
Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engineInfo
- Publication number
- DE19945544A1 DE19945544A1 DE19945544A DE19945544A DE19945544A1 DE 19945544 A1 DE19945544 A1 DE 19945544A1 DE 19945544 A DE19945544 A DE 19945544A DE 19945544 A DE19945544 A DE 19945544A DE 19945544 A1 DE19945544 A1 DE 19945544A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- combustion engine
- injection valve
- combustion chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 119
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 119
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 27
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
- F02M69/046—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into both the combustion chamber and the intake conduit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B23/101—Other 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 or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
- F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
- F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
- F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
- F02M69/045—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other 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
- F02B2023/102—Other 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 spark plug being placed offset the cylinder centre axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Bekannte Brennstoffzuführsysteme besitzen ein Einblaseventil, das ein Brennstoff-Luft-Gemisch direkt in einen Brennraum abgeben kann. Werden aber große Einspritzmengen abverlangt, wie dies beispielsweise bei hohen Motorlasten der Fall ist, kann es zu Problemen bei der Güte der Gemischaufbereitung kommen. DOLLAR A Es wird ein Brennstoffzuführsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine vorgeschlagen, das zumindest ein in oder an einem Zylinderkopf angeordnetes Einblaseventil besitzt, dem Brennstoff und ein gasförmiges Medium unter Druck zugeführt wird, um mittels des Einblaseventils ein Brennstoff-Medium-Gemisch direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine abzugeben. Erfindungsgemäß ist zumindest ein weiteres Einspritzventil vorgesehen, welches bei bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine zusätzlich zur Abgabe des Brennstoff-Medium-Gemisches mittels des Einblaseventils oder zeitweise anstelle der Abgabe des Brennstoff-Medium-Gemisches mittels des Einblaseventils Brennstoff in einen Ansaugbereich der Brennkraftmaschine abgibt. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Brennstoffzuführsystem ist für fremdgezündete Brennkraftmaschinen vorgesehen.Known fuel supply systems have a blow-in valve that can deliver a fuel-air mixture directly into a combustion chamber. However, if large injection quantities are required, as is the case, for example, with high engine loads, problems can arise with the quality of the mixture preparation. DOLLAR A A fuel supply system for a spark-ignition internal combustion engine is proposed, which has at least one injection valve arranged in or on a cylinder head, to which fuel and a gaseous medium are supplied under pressure in order to use the injection valve to direct a fuel-medium mixture into a combustion chamber Deliver internal combustion engine. According to the invention, at least one further injection valve is provided which, in certain operating areas of the internal combustion engine, in addition to dispensing the fuel-medium mixture by means of the injection valve or temporarily instead of dispensing the fuel-medium mixture by means of the injection valve, dispenses fuel into an intake region of the internal combustion engine. DOLLAR A The fuel supply system according to the invention is intended for spark ignition internal combustion engines.
Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzuführsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine nach der Gattung des An spruchs 1 bzw. 2 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Brennstoffzuführsy stem.The invention relates to a fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine according to the genus of the An Proverbs 1 and 2 and a method for operating a Internal combustion engine with such a fuel supply system stem.
Es ist bereits ein Brennstoffzuführsystem bekannt, (EP 0 308 467 B1), das eine an einem Zylinderkopf ange brachte Verteilerleiste besitzt, in welchem sowohl Brenn stoff als auch Luft unter Druck zu im Zylinderkopf unterge brachten Einblaseventilen geführt wird. Hierzu sind in der Verteilerleiste entsprechende Brennstoffleitungen und Luft leitungen zu den Einblaseventilen vorgesehen. Jedes Einbla seventil weist ein in konventioneller Weise aufgebautes, elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil auf, das Brennstoff in eine innerhalb des Einblaseventils vorgesehene Gemischbildungskammer abgeben kann. Der in der Gemischbildungskammer befindliche Brennstoff wird anschlie ßend mit komprimierter Luft aufbereitet und in der Gemisch bildungskammer teilweise verdampft. Der so aufbereitete Brennstoff gelangt weiter in einen Abgabebereich des Ein blaseventils, der ein elektromagnetisch betätigbares Ventil aufweist. In einer Offenstellung eines Ventilschließkörpers des elektromagnetisch betätigbaren Ventils des Abgabebe reichs wird das in der Gemischbildungskammer befindliche Brennstoff-Luft-Gemisch anschließend mit relativ niedrigem Druck von beispielsweise 7 bis 8 bar aus einer Austritts öffnung des Einblaseventils direkt in die Brennkammer aus geblasen. Der Verteiler ist sowohl für die Brennstoff- als auch für die Luftversorgung der Einblaseventile vorgesehen.A fuel supply system is already known (EP 0 308 467 B1), the one attached to a cylinder head brought distribution board, in which both Brenn material as well as air under pressure in the cylinder head brought blowing valves is guided. For this are in the Distribution rail corresponding fuel lines and air lines to the injection valves provided. Each insert seventil has a conventionally constructed Electromagnetically actuated fuel injector on, the fuel in an inside the injector can deliver intended mixture formation chamber. The Indian Mixture chamber fuel is then Prepared with compressed air and mixed education chamber partially evaporated. The one so prepared Fuel continues to enter a dispensing area of the on Blow valve, which is an electromagnetically actuated valve having. In an open position of a valve closing body of the solenoid valve of the dispenser that in the mixture formation chamber becomes rich Fuel-air mixture then with a relatively low Pressure of, for example, 7 to 8 bar from an outlet opening of the injection valve directly into the combustion chamber blown. The distributor is for both fuel and also provided for the air supply to the injection valves.
Werden von dem bekannten Brennstoffzuführsystem bzw. von dem Einblaseventil aber große Einspritzmengen abverlangt, wie dies beispielsweise bei hohen Motorlasten der Fall ist, kann es zu Problemen bei der Güte der Gemischaufbereitung kommen, da das Einblaseventil nur eine bestimmte maximale Brennstoffmenge mit guter Aufbereitung bereitstellen kann. Dieselbe Problematik liegt auch bei einem Brennstoffzuführ system vor, das über Direkteinspritzventile für die Benzin- Direkteinspritzung verfügt. Direkteinspritzventile geben den Brennstoff mit relativ hohem Druck in direkter Weise in Form einer Brennstoffwolke bestehend aus feinsten Tröpfchen in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ab. Bei abver langten höheren Brennstoffmengen ergibt sich aber keine vollständige Aufbereitung des vom Direkteinspritzventil ab gegebenen Brennstoffs und keine optimale Luftausnutzung im Brennraum. Auch bei Einblaseventilen läßt sich keine voll ständige Aufbereitung des vom Einblaseventil abgegebenen Brennstoff-Luft-Gemisches erhalten. All dies hat zur Folge, daß es zu einem Benetzen der Zylinderinnenwände und der Kolbenfläche mit Brennstoff kommen kann. Etwas derartiges führt aber zu einer unvollständigen Verbrennung des Brenn stoffs im Brennraum, wodurch es zu einem Anstieg an schäd lichen Bestandteilen im Abgas kommt. Besonders betroffen sind davon Brennkraftmaschinen, die über eine Aufladung der angesaugten Luft, zum Beispiel mittels Abgasturbolader, verfügen, da diese Brennkraftmaschinen bezogen auf das Zy lindervolumen relativ hohe Einspritzmengen an Brennstoff benötigen.Are from the known fuel supply system or but the injection valve requires large injection quantities, as is the case, for example, with high engine loads, there may be problems with the quality of the mixture preparation come because the injection valve is only a certain maximum Can provide the amount of fuel with good preparation. The same problem also applies to a fuel supply system, which uses direct injection valves for petrol Direct injection. Give direct injection valves the fuel at a relatively high pressure in a direct manner Form of a fuel cloud consisting of the finest droplets into a combustion chamber of the internal combustion engine. At abver However, there is no longer a higher amount of fuel complete preparation of the from the direct injection valve given fuel and no optimal air utilization in the Combustion chamber. Even with injection valves, none can be full constant preparation of the gas emitted by the injection valve Obtain a fuel-air mixture. All of this means that there is a wetting of the cylinder inner walls and the Piston surface can come with fuel. Something like that but leads to incomplete combustion of the burner in the combustion chamber, causing an increase in damage components in the exhaust gas. Particularly affected of which are internal combustion engines that have a supercharger air drawn in, for example by means of an exhaust gas turbocharger, have, because these engines refer to the Zy lindervolume relatively high injection quantities of fuel need.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Brennstoffzuführsystem derart weiterzubil den, daß in sämtlichen Betriebsbereichen eine hinsichtlich Verbrauch und Abgasemission optimale Gemischaufbereitung in der Brennkraftmaschine erfolgt.The present invention has for its object that Generic fuel supply system to continue in this way the one in all areas of operation with regard to Consumption and exhaust emission optimal mixture preparation in the internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Brennstoffzu führsystem mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst. Desweiteren umfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Brenn stoffzuführsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7.This object is achieved according to the invention by a fuel guidance system with the features of claims 1 or 2 solved. Furthermore, the invention comprises a method for operation an internal combustion engine with the internal combustion engine material supply system with the features of claim 7.
Das erfindungsgemäße Brennstoffzuführsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des An spruchs 1 bzw. 2 hat den Vorteil, daß auch hohe Leistungen im gesamten Drehzahlbereich von der Brennkraftmaschine be reitgestellt werden können, ohne dabei den Anteil an schäd lichen Bestandteilen im Abgas wesentlich zu erhöhen.The fuel supply system according to the invention for a spark ignition internal combustion engine with the features of the An Say 1 or 2 has the advantage that even high performance in the entire speed range from the internal combustion engine can be provided without the proportion of damage components in the exhaust gas.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzsystem bietet die Möglichkeit, den zur Gemischbildung erforderlichen Brenn stoff neben der direkten Abgabe in den Brennraum mittels des Einblaseventils in der einen Ausgestaltung oder mittels Direkteinspritzung in der anderen vorgesehenen Ausführungs form zusätzlich über den Ansaugbereich der Brennkraftma schine zuzuführen. Eine Steuereinheit steuert dabei das dem Brennraum zugeordnete Ventil (Einblaseventil oder Direkt einspritzventil) und das zusätzliche Einspritzventil im An saugbereich in Abhängigkeit des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine und bestimmt deren jeweiligen Durchsatz. Besonders zweckmäßig wird dabei die zusätzliche Brennstoff abgabe und Zuführung über den Ansaugbereich im wesentlichen im höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine vorgesehen. Aufgrund der vorgelagerten Kraftstoffabgabe im Ansaugbe reich kann das zur direkten Brennstoffabgabe in den Brenn raum vorgesehene Ventil mit einem günstigen Kleinst-/Größt mengenverhältnis (Spreizung) ausgebildet werden, da die pro Arbeitsspiel abzugebende Brennstoffmenge auf zwei Wegen zu führbar ist. Eine schädliche Absenkung des Kraftstoff druckes bei ausschließlicher Direktabgabe in den Brennraum, der insbesondere im Niedriglastbereich schädlich ist, wird dabei verhindert und so insbesondere die Gemischbildung im wichtigen Niederlastbereich verbessert. Die zur direkten Brennstoffzufuhr in den Brennraum erforderlichen Bauteile des Brennstoffzuführsystems können dabei vorteilhaft auf geringere Gesamtmassendurchsätze bei Vollast ausgelegt wer den, als dies bisher bei ausschließlicher Direkteinsprit zung oder -einblasung der Fall war. Dies reduziert die Reibleistung in der Brennstoffpumpe und bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen im Verdichter und führt daher zu einer Verringerung des Brennstoffverbrauchs. Bei dem erfindungs gemäßen Brennstoffzuführsystem mit einem Einblaseventil im Zylinderkopf kann das luftunterstützte Zuführsystem zusätz lich auf erhöhte Ausblasedrücke ausgelegt sein (mindestens 10 bar), wodurch eine freie Wahl des Einblaszeitpunktes möglich ist.The fuel injection system according to the invention offers the Possibility to burn the necessary for the mixture formation material in addition to the direct delivery into the combustion chamber by means of of the injection valve in one embodiment or by means of Direct injection in the other intended execution form additionally over the intake area of the internal combustion engine feed the machine. A control unit controls this Valve assigned to the combustion chamber (injection valve or direct injection valve) and the additional injection valve in the on suction range depending on the operating range of the Internal combustion engine and determines their respective throughput. The additional fuel is particularly useful dispensing and feeding via the suction area essentially provided in the higher load range of the internal combustion engine. Due to the upstream fuel delivery in the intake it can be rich for direct fuel delivery to the distillery Valve provided for space with an inexpensive smallest / largest quantity ratio (spread) are formed because the pro Working cycle fuel quantity to be dispensed in two ways is feasible. A harmful drop in fuel pressure with direct delivery only into the combustion chamber, which is particularly harmful in the low load range thereby preventing and in particular the mixture formation in the important low-load area improved. The direct one Fuel supply in the combustion chamber required components of the fuel supply system can be advantageous lower total mass flow rates at full load than was previously the case with direct injection only tongue or injection was the case. This reduces the Friction power in the fuel pump and when it is charged Internal combustion engines in the compressor and therefore leads to a Reduction of fuel consumption. In the invention according fuel supply system with an injection valve in The air-assisted feed system can also add a cylinder head be designed for increased blow-out pressures (at least 10 bar), which means that the blowing point can be freely selected is possible.
Besonders vorteilhaft ist, daß bei zeitweisem alleinigen Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem Zusatzeinspritz ventil eine Temperaturerhöhung an den Einblaseventilen bzw. an den Direkteinspritzventilen erzielt werden kann, da diese in dieser abgabefreien Zeit nicht mehr vom Brennstoff gekühlt werden, so daß es durch den dann stattfindenden Temperaturanstieg an den Einblaseventilen bzw. Direktein spritzventilen zu einem Abbau eventuell vorhandener Ablage rungen kommt.It is particularly advantageous that at times sole Operation of the internal combustion engine with an additional injection valve an increase in temperature at the injection valves or can be achieved on the direct injection valves because these no longer have fuel in this duty-free period to be cooled so that it can then take place through the Temperature rise at the injection valves or direct injection spray valves to dismantle any existing storage stake comes.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Brennstoffzuführsystems für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 or 2 specified fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine possible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing shown and in the description below he purifies. Show it:
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffzuführsystem nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows a partial section of an internal combustion engine having a fuel supply system according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 einen teilweisen Schnitt einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffzuführsystem nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, Fig. 2 shows a partial section of an internal combustion engine having a fuel supply system according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 ein Diagramm der von der Brennkraftmaschine abgege benen Leistung aufgetragen über der Drehzahl, Fig. 3 is a diagram of abgege of the internal combustion engine surrounded power plotted against the speed,
Fig. 4 ein Diagramm der Betriebsbereiche der Brennkraftma schine mit unterschiedlichen Betriebsmodi. Fig. 4 is a diagram of the operating areas of the internal combustion engine with different operating modes.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Brennkraftmaschi ne nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Die Brennkraftmaschine besitzt einen Zylinderkopf 1, in welchem ein Einblaseventil 2 untergebracht ist. Das Einbla seventil 2 weist in bekannter Weise ein nicht näher darge stelltes, elektromagnetisch betätigbares Brennstoffein spritzventil auf, das Brennstoff in eine Gemischbildungs kammer oder in einen Gemischbildungsbereich im Innern des Einblaseventils 2 abgeben kann. In der Gemischbildungskam mer bzw. im Gemischbildungsbereich wird der vorn nicht näher dargestellten Brennstoffeinspritzventil abgegebene Brenn stoff und ein in die Gemischbildungskammer bzw. in den Ge mischbildungsbereich unter Druck zugeführtes gasförmiges Medium anschließend gemischt, um so den Brennstoff in der Gemischbildungskammer bzw. im Gemischbildungsbereich teil weise verdampfen zu können. Der so aufbereitete Brennstoff gelangt danach, gesteuert über ein weiteres, nicht näher dargestelltes, elektromagnetisch oder piezoelektrisch betä tigbares Ventil, in Form eines Brennstoff-Medium-Gemisches aus einer Austrittsöffnung 5 des Einblaseventils 2 direkt in den Brennraum 7 eines Zylinders 8 der Brennkraftmaschi ne. In dem Zylinder 8 ist in bekannter Weise ein Kolben 10 bewegbar untergebracht. Zur Zündung des im Brennraum 7 ein geschlossenen Brennstoff-Medium-Gemisches ist eine Zündker ze 6 vorgesehen. Bei dem gasförmigen Medium kann es sich um Luft oder um Luft mit vermischtem Abgas oder aber auch um Luft mit vermischtem Brennstoff handeln. Es liegt somit ei ne Brennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung in Verbin dung mit einem luftunterstützten Einspritzsystem vor. Der Aufbau und die Betriebsweise derartiger Einblaseventile ist dem Fachmann zum Beispiel auch aus dem SAE-Paper 98P-136, 1988, Rodney Houston, Geoffrey Cathcart, Orbital Engine Company, Perth, Western Australia, "Combustion and Emissions Characteristics of Orbital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injected 4- Stroke Engines", Seiten 1-12, hinreichend bekannt. Fig. 1 shows a section through an internal combustion engine ne according to a first embodiment of the invention. The internal combustion engine has a cylinder head 1 , in which an injection valve 2 is accommodated. The Einla seventil 2 has, in a known manner, a non-Darge, electromagnetically operable fuel injector, which can deliver fuel into a mixture formation chamber or into a mixture formation area inside the injection valve 2 . In the mixture formation chamber or in the mixture formation area, the fuel injection valve, which is not shown in detail above, is then mixed with fuel and a gaseous medium supplied to the mixture formation chamber or in the mixture formation area under pressure, so that the fuel in the mixture formation chamber or in the mixture formation area is partially distributed to be able to evaporate. The fuel thus prepared passes thereafter, controlled by a further, not shown, electromagnetically or piezoelectrically actuatable valve, in the form of a fuel-medium mixture from an outlet opening 5 of the injection valve 2 directly into the combustion chamber 7 of a cylinder 8 of the internal combustion engine. A piston 10 is movably accommodated in the cylinder 8 in a known manner. To ignite a closed fuel-medium mixture in the combustion chamber 7 , a spark plug ze 6 is provided. The gaseous medium can be air or air with mixed exhaust gas or also air with mixed fuel. There is therefore an internal combustion engine with internal mixture formation in conjunction with an air-assisted injection system. The construction and operation of such injection valves is also known to the person skilled in the art, for example, from SAE paper 98P-136, 1988, Rodney Houston, Geoffrey Cathcart, Orbital Engine Company, Perth, Western Australia, "Combustion and Emissions Characteristics of Orbital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injected 4- Stroke Engines ", pages 1-12, well known.
Die Brennstoffzufuhr zu dem Einblaseventil 2 erfolgt an ei nem Brennstoffanschluß 15 des Einblaseventils 2 zum Bei spiel über einen Verteiler 20 (fuel/air-rail). In den Ver teiler 20 wird über eine nicht näher dargestellte Brenn stoffpumpe Brennstoff aus einem nicht näher dargestellten Brennstofftank gefördert. Die Zufuhr des gasförmigen Medi ums zu dem Einblaseventil 2 erfolgt an einem Mediumanschluß 16 des Einblaseventils 2, beispielsweise ebenfalls über den Verteiler 20. Das gasförmige Medium wird über einen nicht näher dargestellten Verdichter in den Verteiler 20 geför dert, der das verdichtete Medium auf die einzelnen Einbla seventile 2 verteilt.The fuel supply to the injection valve 2 takes place at a fuel connection 15 of the injection valve 2, for example via a distributor 20 (fuel / air rail). In the distributor 20 , fuel is pumped from a fuel tank, not shown, via a fuel pump, not shown. The gaseous medium is supplied to the injection valve 2 at a medium connection 16 of the injection valve 2 , for example likewise via the distributor 20 . The gaseous medium is fed through a compressor, not shown, into the distributor 20 , which distributes the compressed medium to the individual inlet valves 2 .
Der Brennraum 7 wird von dem Kolben 10 und dem Zylinderkopf 1 begrenzt. Über beispielsweise ein einzelnes Einlaßventil 3 der Brennkraftmaschine wird beim Ansaugtakt Luft aus ei nem Ansaugrohr 22 in den Brennraum 7 angesaugt. Nach der Verbrennung werden die Abgase über zum Beispiel ein einzel nes Auslaßventil 4 in ein Abgasrohr 23 abgegeben. Selbst verständlich können zwei oder mehr Einlaßventile 3 und zwei oder mehr Auslaßventile 4 pro Zylinder 8 vorgesehen sein.The combustion chamber 7 is delimited by the piston 10 and the cylinder head 1 . For example, a single intake valve 3 of the internal combustion engine draws air from an intake pipe 22 into the combustion chamber 7 during the intake stroke. After the combustion, the exhaust gases are discharged into an exhaust pipe 23 via, for example, a single exhaust valve 4 . Of course, two or more intake valves 3 and two or more exhaust valves 4 per cylinder 8 can be provided.
Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um eine aufgeladene Brennkraftmaschine handeln, bei welcher Luft unter Druck in das Ansaugrohr 22 der Brennkraftmaschine gefördert wird. Hierzu kann beispielsweise ein Abgasturbolader verwendet werden.The internal combustion engine can be a supercharged internal combustion engine, in which air is conveyed under pressure into the intake pipe 22 of the internal combustion engine. For example, an exhaust gas turbocharger can be used for this purpose.
Erfindungsgemäß verfügt die Brennkraftmaschine über zumin dest ein Zusatzeinspritzventil 25, das Brennstoff in einen Ansaugbereich 26 der Brennkraftmaschine abgeben kann. Bei dem Zusatzeinspritzventil 25 kann es sich um ein konventio nelles, beispielsweise elektromagnetisch betätigbares Nie derdruck-Einspritzventil 25 bekannter Bauart handeln. Der Ansaugbereich 26 wird vom Inneren des Ansaugrohres 22 ge bildet, in welchem Luft und der vom Zusatzeinspritzventil 25 abgegebene Brennstoff bei offenem Einlaßventil 3 in den Brennraum 7 strömen kann. Der Brennstoff wird vom Zusatz einspritzventil 25 zum Beispiel in Richtung des Einlaßven tils 3 der Brennkraftmaschine abgegeben. Das Zusatzein spritzventil 25 befindet sich beispielsweise stromab einer drehbar in das Ansaugrohr 22 untergebrachten Drosselklappe 27 und ist zur Brennstoffversorgung über seinen Brennstoff anschluß 17 beispielsweise auch an den Verteiler 20 ange schlossen. Es ist möglich, für jeden Zylinder 8 der Brenn kraftmaschine jeweils ein Zusatzeinspritzventil 25 vorzuse hen. Diese können direkt in den Einlaßkanälen angeordnet sein. Dem Fachmann ist diese Einspritzweise unter dem Be griff der Multipoint-Einspritzung hinreichend bekannt. Mög lich ist aber auch, nur ein einzelnes Zusatzeinspritzventil 25 für alle oder zumindest für eine Teilanzahl der Zylinder 8 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine vorzusehen. Das Zusatzeinspritzventil 25 gibt dabei den Brennstoff stromauf einer Verzweigung des Ansaugrohres 22 für die einzelnen Zy linder 8 in das noch unverzweigte Ansaugrohr 22 ab, der sich anschließend in den Verzweigungen auf die einzelnen Zylinder 8 gleichmäßig aufteilt. Dem Fachmann ist diese Einspritzweise unter dem Begriff der Singlepoint-Einsprit zung hinreichend bekannt.According to the invention, the internal combustion engine has at least one additional injection valve 25 , which can deliver fuel into an intake area 26 of the internal combustion engine. The additive injection valve 25 may be 25 known design a conven nelles, for example electromagnetically actuated Never The pressure injector. The suction region 26 is formed from the inside of the suction pipe 22 , in which air and the fuel emitted by the additional injection valve 25 can flow into the combustion chamber 7 when the inlet valve 3 is open. The fuel is emitted from the additional injection valve 25, for example in the direction of the inlet valve 3 of the internal combustion engine. The Zusatzein injection valve 25 is, for example, downstream of a throttle valve 27 rotatably accommodated in the intake pipe 22 and is connected to the fuel supply 17 via its fuel, for example, also to the distributor 20 . It is possible to hen an additional injection valve 25 for each cylinder 8 of the internal combustion engine. These can be arranged directly in the inlet channels. This way of injection is well known to the person skilled in the art under the terms of multipoint injection. However, it is also possible to provide only a single additional injection valve 25 for all or at least for a number of cylinders 8 of a multi-cylinder internal combustion engine. The additional injection valve 25 gives the fuel upstream of a branching of the intake pipe 22 for the individual cylinder 8 in the still unbranched intake pipe 22 , which is then divided evenly into the branches on the individual cylinders 8 . This way of injection is well known to the person skilled in the art under the term single point injection.
Die Abgabe von Brennstoff mittels des Zusatzeinspritzven tils 25 ist erfindungsgemäß zusätzlich zur Abgabe des Brennstoff-Medium-Gemisches mittels des Einblaseventils 2 vorgesehen. Die Abgabe von zusätzlichem Brennstoff mit dem Zusatzeinspritzventil 25 ist dabei im wesentlichen im obe ren Teillastbereich bis einschließlich der Vollast der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die zusätzliche Abgabe von Brennstoff kann über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, sobald höhere La sten von der Brennkraftmaschine abverlangt werden. Über ein elektronisches Steuergerät 30 kann die Steuerung der Brenn stoffabgabe des Zusatzeinspritzventils 25 und des Einblase ventils 2 abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftma schine durchgeführt werden. Vorgesehen ist aber auch, zeit weise einen alleinigen Betrieb der Brennkraftmaschine durch Abgabe von Brennstoff mittels des Zusatzeinspritzventils 25 durchzuführen. Das Einblaseventil 2 gibt in dieser Zeit kein Brennstoff-Medium-Gemisch ab, mit der Folge, daß das Einblaseventil 2 nicht von Brennstoff durchströmt und ge kühlt wird, so daß es zu einer Temperaturerhöhung am Ein blaseventil 2 aufgrund der weiterhin stattfindenden Ver brennung im Brennraum 7 kommt. Der zeitweise alleinige Be trieb mit dem Zusatzeinspritzventil 25 ermöglicht eine Rei nigung des Einblaseventils 2 von Ablagerungen, da Verkokun gen oder dergleichen durch die relativ hohe Temperatur am Einblaseventil 2 abgebrannt werden. Der Betrieb der Brenn kraftmaschine mit ausschließlicher Brennstoffzufuhr kann für vorgegebene Reinigungsintervalle turnusmäßig unabhängig vom vorliegenden Lastbereich vorgesehen sein.The delivery of fuel by means of the additional injection valve 25 is additionally provided according to the invention for the delivery of the fuel-medium mixture by means of the injection valve 2 . The delivery of additional fuel with the additional injection valve 25 is provided essentially in the obe ren partial load range up to and including the full load of the internal combustion engine. The additional delivery of fuel can be carried out over the entire speed range of the internal combustion engine as soon as higher loads are demanded of the internal combustion engine. Via an electronic control unit 30 , the control of the fuel delivery of the additional injection valve 25 and the injection valve 2 can be carried out depending on the operating parameters of the internal combustion engine. However, provision is also made for the internal combustion engine to be operated on its own by dispensing fuel by means of the additional injection valve 25 . The injection valve 2 is no fuel-medium mixture at this time, with the result that the injection valve 2 is not flowed through by fuel and is cooled, so that there is a temperature increase on a blow valve 2 due to the ongoing combustion in the combustion chamber 7 is coming. The occasionally sole operation with the additional injection valve 25 enables a cleaning of the injection valve 2 from deposits, since coking or the like is burned off by the relatively high temperature at the injection valve 2 . The operation of the internal combustion engine with an exclusive fuel supply can be scheduled for predetermined cleaning intervals, regardless of the load range at hand.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Brennkraftmaschi ne nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbei spiel, bei dem alle gleichen oder gleichwirkenden Teile mit denselben Bezugszeichen des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 gekennzeichnet sind. In Abwandlung zum ersten Ausführungsbeispiel besitzt die Brennkraftmaschine kein Einblaseventil 2, sondern ist anstelle des Einblaseventils 2 mit einem Direkteinspritzventil 32 zur Benzin-Direktein spritzung ausgestattet. Die Abgabe von zusätzlichem Brenn stoff mittels des Zusatzeinspritzventils 25 ist dabei in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorgese hen. Bei dem Direkteinspritzventil 32 wird der Brennstoff mit relativ hohem Druck von etwa 70 bar oder mehr in direk ter Weise in Form einer Brennstoffwolke bestehend aus fein sten Tröpfchen in den Brennraum 7 des Zylinders 8 der Brennkraftmaschine abgegeben. Die Zündung des in den Brenn raum 7 eingebrachten Brennstoffs erfolgt in bekannter Weise über die Zündkerze 6. Die Zündelektroden 12 der Zündkerze befinden sich dabei in unmittelbarer Nähe eines äußeren Randes 14 eines vom Direkteinspritzventil 32 abgegebenen Kegelstrahls 19 oder teilweise in dem Kegelstrahl 19. Bei dem Kegelstrahl 19 kann es sich um einen Hohlkegelstrahl oder um einen Vollkegelstrahl handeln. Das Direkteinspritz ventil kann dabei elektromagnetisch oder piezoelektrisch betätigbar sein. Der Aufbau und die Wirkungsweise derarti ger Ventile 32 ist dem Fachmann zum Beispiel aus der DE 195 48 526 A1 bekannt. Es ist auch möglich, im Unter schied zur Darstellung in Fig. 2 das Direkteinspritzventil 32 nicht zentral, sondern in seitlicher Lage anzuordnen, so daß eine seitliche Einspritzung in den Brennraum 7 erfolgt. Die Zündkerze befindet sich dabei dann zum Beispiel in zen traler, insbesondere senkrechter Lage im Brennraum 7. Fig. 2 shows a section through an internal combustion engine according to a second embodiment according to the invention, in which all the same or equivalent parts are identified by the same reference numerals of the first embodiment shown in FIG. 1. In a modification of the first embodiment, the internal combustion engine does not have an injection valve 2 , but instead of the injection valve 2 is equipped with a direct injection valve 32 for direct petrol injection. The delivery of additional fuel by means of the additional injection valve 25 is hen in the same way as in the first embodiment. In the direct injection valve 32 , the fuel is dispensed at a relatively high pressure of about 70 bar or more in a direct manner in the form of a fuel cloud consisting of finest droplets into the combustion chamber 7 of the cylinder 8 of the internal combustion engine. The ignition of the fuel introduced into the combustion chamber 7 takes place in a known manner via the spark plug 6 . The ignition electrodes 12 of the spark plug are located in the immediate vicinity of an outer edge 14 of a cone jet 19 emitted by the direct injection valve 32 or partially in the cone jet 19 . The cone beam 19 can be a hollow cone beam or a full cone beam. The direct injection valve can be actuated electromagnetically or piezoelectrically. The structure and operation of such valves 32 is known to the person skilled in the art, for example from DE 195 48 526 A1. It is also possible, 32 not to be arranged in difference to the illustration in Fig. 2, the direct injection valve center, but in the lateral position so that lateral injection takes place in the combustion chamber 7. The spark plug is then, for example, in a central, in particular vertical position in the combustion chamber 7 .
Bei einem Einsatz eines Direkteinspritzventils 32 kann der Mediumabschluß 16 nach Fig. 1 entfallen, da derartige Ven tile lediglich einen Brennstoffanschluß 15 benötigen. In gleicher Weise wie bei dem beschriebenen Einblaseventil 2 kann auch hier ein gemeinsamer Verteiler 20 (Common-Rail) zur Brennstoffversorgung der einzelnen Direkteinspritzven tile 32 vorgesehen werden.When using a direct injection valve 32 , the medium end 16 according to FIG. 1 can be omitted, since such tiles only require a fuel connection 15 . In the same way as in the injection valve 2 described here, a common distributor 20 (common rail) can also be provided for supplying fuel to the individual direct injection valves 32 .
Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine pme aufgetragen über der Drehzahl n. nmin stellt dabei die Minimaldrehzahl und nmax die Maximal drehzahl der Brennkraftmaschine dar. Die Linie I zeigt den Verlauf der maximal möglichen Leistungsabgabe der Brenn kraftmaschine, die bei einer Brennstoffabgabe mit nur dem Einblaseventil 2 oder mit nur dem Direkteinspritzventil 32 erzielt werden kann. Die Linie II zeigt den Verlauf der ma ximal möglichen Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine, die mit der Abgabe des Brennstoff-Medium-Gemisches des Einbla seventils 2 oder des Direkteinspritzventils 32 und mit der zusätzlichen Saugrohreinspritzung mittels des Zusatzein spritzventils 25 möglich ist. Wie die Linie II zeigt, läßt sich mit der zusätzlichen Einspritzung des Zusatzeinspritz ventils 25 eine über die Drehzahl im wesentlichen gleichmä ßige Steigerung der Leistung der Brennkraftmaschine erzie len. Fig. 3 shows a diagram of the power output of the internal combustion engine pme plotted against the speed n. Nmin represents the minimum speed and nmax the maximum speed of the internal combustion engine. The line I shows the course of the maximum possible power output of the internal combustion engine, when a fuel delivery can be achieved with only the injection valve 2 or with only the direct injection valve 32 . The line II shows the course of the maximum possible power output of the internal combustion engine, which is possible with the delivery of the fuel-medium mixture of the Einla seventils 2 or the direct injection valve 32 and with the additional intake manifold injection by means of the additional injection valve 25 . As the line II shows, with the additional injection of the additional injection valve 25, an increase in the output of the internal combustion engine which is essentially uniform over the rotational speed can be achieved.
Mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzuführsystem stehen zum Betrieb der Brennkraftmaschine zwei Prinzipien zur Gemisch bildung zur Verfügung, nämlich zum einen die innere Ge mischbildung mit direkter Brennstoffabgabe in den Brennraum und andererseits die Zuführung außerhalb des Brennraumes aufbereiteten Gemisches mittels Saugrohreinspritzung. Durch Kombination der Gemischbildungsprinzipien ist in jedem Be triebsbereich der Brennkraftmaschine eine optimale Gemisch bildung realisierbar im Hinblick auf niedrige Schadstoffe missionen und geringen Kraftstoffverbrauch. Dabei ist ins besondere in höheren Lastbereichen die zusätzliche Gemisch zuführung über den Ansaugbereich vorgesehen. In den unteren Lastbereichen wird innere Gemischbildung bevorzugt, wobei mittels Kraftstoffzumessung während des Kompressionstaktes geschichtete Gemischbildung erfolgt. Im Schichtladungsbe rieb kann die Brennkraftmaschine weitgehend ungedrosselt und über die Brennstoffmenge qualitätsgeregelt betrieben werden, wobei Vorteile im Kraftstoffverbrauch erzielt wer den.With the fuel supply system according to the invention are available Operation of the internal combustion engine two principles to mix education available, namely on the one hand the inner ge formation of mixtures with direct fuel delivery into the combustion chamber and on the other hand the supply outside the combustion chamber prepared mixture using intake manifold injection. By Combination of the principles of mixture formation is in every Be drive range of the internal combustion engine an optimal mixture education feasible with regard to low pollutants missions and low fuel consumption. Here is ins especially in higher load ranges the additional mixture feed provided through the suction area. In the lower Internal mixture formation is preferred in load ranges, whereby by means of fuel metering during the compression stroke stratified mixture formation occurs. In stratified charge rubbed the internal combustion engine largely unthrottled and operated in a quality-controlled manner based on the amount of fuel be achieved with advantages in fuel consumption the.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm mit der über der Drehzahl n der Brennkraftmaschine aufgetragenen Brennstoffmenge pme ein Beispiel für verschiedene Betriebsmodi der Brennkraft maschine, bei denen innere Gemischbildung KHDE, SHDE und Saugrohreinspritzung SRE entsprechend dem Lastbereich kom biniert sind. Im Leerlaufbereich BM1 sowie im Niedriglast bereich BM2 der Brennkraftmaschine ist ein Schichtladungs betrieb mit innerer Gemischbildung vorgesehen. Im Schicht ladungsbetrieb wird im Brennraum eine geschichtete Gemisch wolke mit örtlich unterschiedlichen Brennstoffkonzentratio nen gebildet. Die Gemischwolke wird einem örtlichen Bereich mit zündfähiger Gemischzusammensetzung gezündet, wodurch die Brennkraftmaschine insgesamt mit magerer Gemischbildung und geringem Kraftstoffverbrauch betrieben wird. Fig. 4 shows in a diagram with the fuel quantity pme plotted against the speed n of the internal combustion engine, an example of various operating modes of the internal combustion engine, in which internal mixture formation KHDE, SHDE and intake manifold injection SRE are combined in accordance with the load range. Stratified charge operation with internal mixture formation is provided in the idling range BM1 and in the low load range BM2 of the internal combustion engine. In stratified charge operation, a stratified mixture cloud with locally different fuel concentrations is formed in the combustion chamber. The mixture cloud is ignited in a local area with an ignitable mixture composition, as a result of which the internal combustion engine is operated as a whole with lean mixture formation and low fuel consumption.
Im mittleren Lastbereich BM3 ist zusätzlich zur inneren Ge mischbildung die Zuführung mageren homogenen Gemisches über den Ansaugbereich der Brennkraftmaschine vorgesehen. Das durch Saugrohreinspritzung SRE mittels des Zusatzeinspritz ventils gebildete Gemisch wird im Brennraum durch die di rekt eingebrachte Brennstoffmenge auf ein zündfähiges Maß angereichert. Die direkte Abgabe von Brennstoff mittels Kraftstoffeinspritzung oder Gemischeinblasung erfolgt wäh rend des Kompressionstaktes KHDE in geringem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Durch das direkt dem Brennraum zugeord nete Ventil, das heißt dem Einblaseventil oder dem Direkt einspritzventil, erfolgt also eine Zündeinspritzung einer Brennstoffmenge zur örtlichen Gemischanfettung. Auf diese Weise ist im mittleren Lastbereich BM3 eine sehr magere Verbrennung im Zusammenhang mit einer späten Zündeinleitung möglich. Eine weitere Abmagerung des Gemisches wird durch Aufladung erzielt. Mit der kombinierten Gemischbildung mit Saugrohreinspritzung SRE und innerer Gemischbildung mit Kraftstoffabgabe während des Kompressionstaktes KHDE können niedrige Stickoxidemissionen erreicht werden, wie sie bei bisherigen Verfahren zur inneren Gemischbildung nur mit Ab gasrückführung erreichbar waren. Mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzuführsystem können somit aufgrund der möglichen Reduzierung der Abgasrückführungsrate bzw. Verzicht auf Ab gasrückführung Vorteile im Instationärbetrieb der Brenn kraftmaschine erreicht werden. Desweiteren tritt in diesem Betriebsmodus BM3 der Brennkraftmaschine mit kombinierter Gemischbildung SRE + KHDE eine Absenkung der Abgastempera tur ein, wodurch die Wirksamkeit einer Abgasnachbehandlung bei magerer Verbrennung erheblich gesteigert wird.In the middle load range BM3 is in addition to the inner Ge mixing formation the supply of lean homogeneous mixture provided the intake area of the internal combustion engine. The by SRE intake manifold injection using the additional injection valve formed mixture is in the combustion chamber by the di amount of fuel introduced to an ignitable level enriched. The direct delivery of fuel using Fuel injection or mixture injection takes place during during the compression cycle KHDE at a short distance the ignition timing. Because of that directly assigned to the combustion chamber nete valve, that is, the injection valve or the direct injection valve, so there is an ignition injection Amount of fuel for local mixture enrichment. To this Way is a very lean in the medium load range BM3 Combustion related to late ignition initiation possible. The mixture is further leaned by Charging achieved. With the combined mixture formation with Intake manifold injection SRE and internal mixture formation with Can deliver fuel during the compression stroke KHDE low nitrogen oxide emissions can be achieved, as with previous processes for internal mixture formation only with Ab gas recirculation were accessible. With the invention Fuel supply system can therefore due to the possible Reduction of the exhaust gas recirculation rate or waiving Ab gas recirculation Advantages in non-stationary operation of the Brenn engine can be reached. Furthermore occurs in this Operating mode BM3 of the internal combustion engine with combined Mixture formation SRE + KHDE a reduction in the exhaust gas temperature structure, which increases the effectiveness of exhaust gas aftertreatment is significantly increased with lean combustion.
Im Hochlastbereich BM4 erfolgt die Gemischbildung über Saugrohreinspritzung SRE und direkte Kraftstoffabgabe in den Brennraum während des Ansaugtaktes SHDE, wobei im Brennraum homogenes Gemisch gebildet wird. Möglich ist da bei auch, die homogene Brennraumladung ausschließlich über Saugrohreinspritzung SRE aufzubereiten.In the high-load area BM4, the mixture formation takes place via Intake manifold injection SRE and direct fuel delivery in the combustion chamber during the intake stroke SHDE, whereby in Combustion chamber homogeneous mixture is formed. It is possible at also, the homogeneous combustion chamber charge exclusively via Prepare intake manifold injection SRE.
Die Kombination von Saugrohreinspritzung und innerer Ge mischbildung gestattet auch im Falle eines Ausfalls insbe sondere der Direkteinspritzventile den Betrieb des Motors in einem im Steuergerät abgelegten Notbetriebsmodus. Damit ist für einen zuverlässigen Motorbetrieb eine zusätzliche Sicherheit gegeben.The combination of intake manifold injection and internal Ge mixed education also permits in the event of a failure the direct injection valves in particular the operation of the engine in an emergency operating mode stored in the control unit. In order to is an additional one for reliable engine operation Given security.
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19945544A DE19945544A1 (en) | 1999-03-23 | 1999-09-23 | Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine |
EP00102930A EP1039112A3 (en) | 1999-03-23 | 2000-02-12 | Fuel supply system for an internal combustion engine with positive ignition |
US09/523,245 US6314940B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-10 | Fuel feed system for a spark-ignition internal combustion engine and a method of operating such an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19912892 | 1999-03-23 | ||
DE19945544A DE19945544A1 (en) | 1999-03-23 | 1999-09-23 | Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19945544A1 true DE19945544A1 (en) | 2000-10-05 |
Family
ID=7901956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19945544A Withdrawn DE19945544A1 (en) | 1999-03-23 | 1999-09-23 | Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19945544A1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0982494A3 (en) * | 1998-08-27 | 2003-04-16 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system for a spark ignition engine |
WO2004074666A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating a spark-ignition internal combustion engine |
EP1457650A2 (en) | 2003-03-11 | 2004-09-15 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system for an internal combustion engine |
EP1491742A2 (en) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | DaimlerChrysler AG | Method for operating a spark-ignited internal combustion engine |
EP1491753A1 (en) | 2003-06-24 | 2004-12-29 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system and injector for a spark ignition engine |
DE10361665A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-28 | Hyundai Motor Co Ltd | Gasoline direct injection system |
EP1990523A2 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-12 | Daimler AG | Combustion engine and method for operating a combustion engine |
US7475679B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-01-13 | Daimler Ag | Fuel supply system for an internal combustion engine |
DE102010036400A1 (en) | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Ford Global Technologies, Llc. | High pressure fuel injection system for spark-ignited engine, has high pressure fuel injection valve that is arranged in inlet chamber of inlet pipe of engine |
DE102005009366B4 (en) * | 2004-03-03 | 2012-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A fuel injector for an engine and method of injecting fuel into an engine |
DE102012206882A1 (en) | 2012-04-26 | 2013-07-18 | Continental Automotive Gmbh | Operating method for fuel supply system for operating internal combustion engine with external mixture formation, involves assigning fuel injector to each of two inlet ports of each cylinder of internal combustion engine |
EP4206454A1 (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 2G Energy AG | Method for operating an internal combustion engine with gas mixtures having a high flame speed and low ignition energy and corresponding internal combustion engine |
EP4249743A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-27 | Liebherr Machines Bulle SA | Method for operating a gas engine with fuel supply device with selection possibility for direct injection and/or air path injection of fuel |
-
1999
- 1999-09-23 DE DE19945544A patent/DE19945544A1/en not_active Withdrawn
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0982494A3 (en) * | 1998-08-27 | 2003-04-16 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system for a spark ignition engine |
WO2004074666A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating a spark-ignition internal combustion engine |
DE10307166A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Daimlerchrysler Ag | Method for operating a spark-ignited internal combustion engine |
EP1457650A2 (en) | 2003-03-11 | 2004-09-15 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system for an internal combustion engine |
DE10310437A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Daimlerchrysler Ag | Fuel supply system for an internal combustion engine |
EP1491742A2 (en) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | DaimlerChrysler AG | Method for operating a spark-ignited internal combustion engine |
EP1491753A1 (en) | 2003-06-24 | 2004-12-29 | DaimlerChrysler AG | Fuel supply system and injector for a spark ignition engine |
EP1491742A3 (en) * | 2003-06-24 | 2005-02-02 | DaimlerChrysler AG | Method for operating a spark-ignited internal combustion engine |
DE10361665A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-28 | Hyundai Motor Co Ltd | Gasoline direct injection system |
DE10361665B4 (en) * | 2003-10-01 | 2005-12-29 | Hyundai Motor Co. | Gasoline direct injection system |
DE102005009366B4 (en) * | 2004-03-03 | 2012-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A fuel injector for an engine and method of injecting fuel into an engine |
DE102005009366B8 (en) * | 2004-03-03 | 2013-03-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A fuel injector for an engine and method of injecting fuel into an engine |
US7475679B2 (en) | 2005-03-31 | 2009-01-13 | Daimler Ag | Fuel supply system for an internal combustion engine |
EP1990523A2 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-12 | Daimler AG | Combustion engine and method for operating a combustion engine |
EP1990523A3 (en) * | 2007-05-08 | 2013-10-30 | Daimler AG | Combustion engine and method for operating a combustion engine |
DE102010036400A1 (en) | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Ford Global Technologies, Llc. | High pressure fuel injection system for spark-ignited engine, has high pressure fuel injection valve that is arranged in inlet chamber of inlet pipe of engine |
DE102012206882A1 (en) | 2012-04-26 | 2013-07-18 | Continental Automotive Gmbh | Operating method for fuel supply system for operating internal combustion engine with external mixture formation, involves assigning fuel injector to each of two inlet ports of each cylinder of internal combustion engine |
EP4206454A1 (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 2G Energy AG | Method for operating an internal combustion engine with gas mixtures having a high flame speed and low ignition energy and corresponding internal combustion engine |
EP4249743A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-27 | Liebherr Machines Bulle SA | Method for operating a gas engine with fuel supply device with selection possibility for direct injection and/or air path injection of fuel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1039112A2 (en) | Fuel supply system for an internal combustion engine with positive ignition | |
DE102004053123B4 (en) | Compression ignition internal combustion engine | |
DE19625447B4 (en) | Pipe evaporator for additional fuel into the exhaust | |
DE69526293T2 (en) | Internal combustion engine with combustion of a poor mixture for a vehicle | |
WO2002033236A2 (en) | Internal combustion engine with injection of gaseous fuel | |
EP2370687A1 (en) | Internal combustion engine | |
DE69838036T2 (en) | INJECTION METHOD FOR A FUEL-GAS MIXTURE IN A MOTOR | |
DE4439921C2 (en) | Intake system of an internal combustion engine | |
DE69905290T2 (en) | Internal combustion engine | |
DE19945544A1 (en) | Fuel supply system for a spark ignition internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine | |
DE2710482A1 (en) | COMBUSTION ENGINE WITH AN AUXILIARY COMBUSTION CHAMBER | |
DE10052336A1 (en) | Method for operating an air compression internal combustion engine directs a jet of fuel exiting via a fuel outlet opening of a gas injection nozzle toward an ignition device | |
WO2012045850A2 (en) | Method for operating a four-stroke internal combustion engine with spark ignition | |
DE2851504A1 (en) | Dual type IC vehicle engine - has compression ignition at part load and spark ignition at full load | |
EP0811117A1 (en) | Direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
DE102015200455B4 (en) | Engine, motor vehicle, injection process | |
WO2005028846A1 (en) | Internal combustion engine | |
DE2737849C2 (en) | Multi-cylinder Otto internal combustion engine | |
DE69711932T2 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT IGNITION | |
WO2004074666A1 (en) | Method for operating a spark-ignition internal combustion engine | |
EP2370679A1 (en) | Internal combustion engine | |
DE10043384A1 (en) | Fuel metering device for internal combustion engine has controller that regulates amount of fuel injected by injectors in combustion chamber, based on data stored in storage identification field | |
DE602004004764T2 (en) | Method and apparatus for reducing exhaust emissions during cold start conditions | |
DE10120486B4 (en) | Method for operating a spark-ignited direct-injection internal combustion engine | |
DE3802669A1 (en) | A METHOD FOR TWO-PHASE INJECTION AND SUBSEQUENTLY CLOSED EVAPORATION OF DIESEL FUELS BEFORE THE COMBUSTION IN DIESEL COMBUSTION ENGINES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |