DE10007659A1 - Direct injection internal combustion engine has control unit that adjusts relative position of ignition plug electrodes and fuel jet depending on operating point of engine - Google Patents

Direct injection internal combustion engine has control unit that adjusts relative position of ignition plug electrodes and fuel jet depending on operating point of engine

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Abstract

The engine has an injector (6) per cylinder (2) protruding into a combustion chamber (4) in the cylinder bounded by a piston (3) to inject a fuel jet (9) to form an ignitable air/fuel mixture with separately delivered combustion air and an ignition plug (7) for igniting the mixture. The relative position of the ignition plug electrodes (8) and the fuel jet can be adjusted by a control unit (12) depending on the operating point of the engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende Otto-Brenn­ kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a direct-injection gasoline burner Motor according to the preamble of patent claim 1.

Bei direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschinen ist pro Zylinder ein Injektor vorgesehen, welcher in einen im Zy­ linder von einem Kolben begrenzten Brennraum einragt, um einen Kraftstoffstrahl einzuspritzen. Mit separat zugeführ­ ter Verbrennungsluft wird in dem Brennraum ein zündfähiges Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet, welches von einer Zünd­ kerze zu zünden ist, zwischen deren Elektroden Zündfunken auslösbar sind. Die innere Gemischbildung bei gezündeten Otto-Brennkraftmaschinen muß an der Zündkerze Gemisch im zündfähigen Kraftstoff/Luft-Verhältnisfenster bereitstel­ len, um eine sichere Zündung und stabile Verbrennung des Gemisches zu gewährleisten. Die Verbrennungscharakteristik wird dabei von festliegenden Faktoren wie Einspritzdruck, Form und Größe der Einspritzstrahlsöffnung des Injektors, der Injektorbauart, Brennraumform oder auch dem Verdichtungsverhältnis bestimmt.In the case of direct-injection Otto internal combustion engines, pro Cylinder an injector is provided, which in a Zy linder protrudes from a piston limited combustion chamber to to inject a jet of fuel. With separately fed The combustion air becomes ignitable in the combustion chamber Fuel / air mixture formed by an ignition Ignite candle, spark between their electrodes can be triggered. The internal mixture formation when ignited Otto internal combustion engines must be on the spark plug mixture in the Provide ignitable fuel / air ratio window len to ensure safe ignition and stable combustion of the Ensure mixture. The combustion characteristic is determined by fixed factors such as injection pressure, Shape and size of the injection jet opening of the injector, the injector type, combustion chamber shape or that Compression ratio determined.

Im Kraftstoff sparenden Schichtladungsbetrieb wird im Nied­ riglastbereich der Brennkraftmaschine die stabile Verbren­ nung eines insgesamt mageren Gemisches durch Zündung eines fetteren Gemisches in der Nähe der Elektroden der Zündkerze erreicht. Der Kraftstoffstrahl wird dabei in einer späteren Phase des Verdichtungshubes des Kolbens in den Brennraum eingespritzt, wobei örtlich eine Gemischwolke mit höherer Kraftstoffkonzentration gebildet wird. Die Elektroden müs­ sen dabei in einem Bereich mit zündfähigem Gemischverhält­ nis liegen.In fuel-saving stratified charge mode, low the internal combustion engine's stable load an overall lean mixture by igniting one fat mixture near the electrodes of the spark plug reached. The fuel jet is used in a later Phase of the compression stroke of the piston in the combustion chamber  injected, locally a mixture cloud with higher Fuel concentration is formed. The electrodes must sen in an area with an ignitable mixture ratio nis lie.

Um die Verbrennungscharakteristik über die festgelegten Faktoren hinaus zu beeinflussen, schlägt die DE 43 24 642 A1 vor, die vom Injektor eingespritzte Kraftstoffmenge und den Einspritzzeitpunkt sowie den Zündzeitpunkt der Zünd­ kerze betriebspunktoptimal zu steuern.To set the combustion characteristic over the DE 43 24 642 A1 suggests influencing factors the amount of fuel injected by the injector and the injection timing and the ignition timing of the ignition to control the candle optimally.

Die DE 196 42 653 C1 offenbart ein Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Gemisches für direkteinspritzende Otto- Brennkraftmaschinen, bei dem zur Verbesserung der inneren Gemischbildung insbesondere im Schichtladungsbetrieb über die Variation der Einspritzparameter hinaus vorgesehen ist, den Öffnungshub des Injektors und die Einspritzzeit varia­ bel einzustellen in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Brennkraftmaschine. Über die Charakteristik des Kraftstoff­ strahls, beispielsweise mit einem geeigneten Einspritzwin­ kel eines sich ausweitenden Kraftstoff-Kegelstrahls soll die Kraftstoffkonzentration an der Zündkerze gesteuert wer­ den. Die bekannten Einflußmöglichkeiten auf die Gemischbil­ dung an der Zündkerze reichen jedoch unter bestimmten Be­ triebsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht aus, um die bezüglich Kraftstoffverbrauch optimale Gemischkonfiguration und Verbrennungscharakteristik zu erreichen.DE 196 42 653 C1 discloses a method for formation of an ignitable mixture for direct injection Otto Internal combustion engines to improve internal Mixture formation especially in stratified charge mode the variation of the injection parameters is also provided, the opening stroke of the injector and the injection time varia depending on the operating point of the Internal combustion engine. About the characteristics of the fuel jet, for example with a suitable injection winch of an expanding fuel cone jet the fuel concentration on the spark plug who controlled the. The known ways of influencing the mixture However, under certain conditions, the spark plug will suffice driving conditions of the internal combustion engine not to the optimal mixture configuration in terms of fuel consumption and to achieve combustion characteristics.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Otto-Brennkraftmaschine derart weiterzubil­ den, daß im gesamten Last- und Drehzahlbereich der Brenn­ kraftmaschine eine optimale Gemischaufbereitung und Ge­ mischzündung gewährleistet ist. The present invention is based on the object Generic Otto internal combustion engine to continue such training that in the entire load and speed range of the Brenn optimal mixture preparation and Ge mixed ignition is guaranteed.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of Claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist die relative Lage der Elektroden und des Kraftstoffstrahls zueinander von einer Steuereinheit in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Brennkraftmaschine einstellbar. Der Steuereinheit werden zur Bestimmung des Betriebspunktes gemessene Betriebsparameter der Brennkraft­ maschine eingegeben, vorzugsweise ein Last- oder Drehzahl­ signal. Die Einstellung der relativen Lage der Elektroden und des Kraftstoffstrahls erfolgt dabei derart, daß ein zwischen den Elektroden überspringender Zündfunke zündfähi­ ges Gemisch erfaßt. Die Funkenlage wird dabei derart be­ stimmt, daß insbesondere auch im Schichtladungsbetrieb eine stabile Verbrennung der Gemischwolke erfolgt. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß die optimale Fun­ kenlage relativ zur Lage des Kraftstoffstrahls und damit des Gemisches in unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine verschieden ist. Durch die Erfindung wird die relative Funkenlage, das heißt der Zündort, opti­ mal einstellbar.According to the invention, the relative position of the electrodes and of the fuel jet to each other from a control unit in Dependency of the operating point of the internal combustion engine adjustable. The control unit is used to determine the Operating point of the measured operating parameters of the internal combustion engine machine entered, preferably a load or speed signal. The setting of the relative position of the electrodes and the fuel jet takes place such that a ignition spark igniting between the electrodes total mixture detected. The spark position will be so true that especially in stratified charge operation stable mixture cloud combustion takes place. The invention is based on the knowledge that the optimal fun kenlage relative to the position of the fuel jet and thus of the mixture in different operating points Internal combustion engine is different. By the invention the relative spark position, i.e. the ignition location, is opti times adjustable.

Zweckmäßig ist dabei die Lage der Elektroden im Brennraum veränderbar, wobei in Abhängigkeit des Betriebspunktes die Elektroden von der Steuereinheit in eine vorgesehene Posi­ tion relativ zum Kraftstoffstrahl gebracht werden, bei­ spielsweise in den Mantelbereich eines kegelförmig einge­ spritzten Kraftstoffstrahls. In einer vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung sind die Elektroden axial aus der Zündkerze ausschiebbar, wodurch bedarfsweise eine weiter im Inneren des Brennraums liegende Funkenlage einstellbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Zündkerze von der Steuerein­ heit bewegbar im Zylinderkopf angeordnet, wodurch weitere Freiheitsgrade in der Führung der Elektroden gegeben sind. The position of the electrodes in the combustion chamber is expedient changeable, depending on the operating point Electrodes from the control unit in a designated position tion are brought relative to the fuel jet, at for example, in the mantle area of a cone sprayed fuel jet. In an advantageous version staltung of the invention, the electrodes are axially from the Spark plug can be pushed out, which means that if necessary, a further in Spark position lying inside the combustion chamber is adjustable. The spark plug from the control unit is particularly advantageous Unit movably arranged in the cylinder head, which means more There are degrees of freedom in the guidance of the electrodes.  

Zur Einstellung der relativen Lage der Elektroden und des Kraftstoffstrahls kann auch die Lage des Kraftstoffstrahls von der Steuereinheit einstellbar sein. Dabei ist der In­ jektor zweckmäßig bewegbar im Zylinderkopf angeordnet.To adjust the relative position of the electrodes and the Fuel jet can also be the location of the fuel jet be adjustable by the control unit. The In ejector conveniently movable in the cylinder head.

Eine besonders genaue Einstellung der optimalen Relativlage der Elektroden und des Kraftstoffstrahls zueinander ist ge­ geben, wenn sowohl die Lage der Elektroden veränderbar ist als auch der Injektor bewegbar ist. Vorteilhaft sind die Zündkerze und/oder der Injektor in Richtung ihrer Längs­ achse verschiebbar. Eine weitere vorteilhafte Variations­ möglichkeit zur Einstellung der Relativlage der Elektroden und des Kraftstoffstrahls ist gegeben, wenn die Zündkerze und/oder der Injektor drehbar angeordnet sind. Die Drehung erfolgt dabei um eine parallel mit Abstand zu der Längs­ achse des Injektors bzw. der Zündkerze liegenden Drehachse, wodurch eine exzentrische Bewegung erfolgt.A particularly precise setting of the optimal relative position the electrodes and the fuel jet to each other is ge give if both the position of the electrodes can be changed as well as the injector is movable. They are advantageous Spark plug and / or the injector in the direction of their longitudinal displaceable axis. Another advantageous variation possibility to adjust the relative position of the electrodes and the fuel jet is given when the spark plug and / or the injector are rotatably arranged. The rotation takes place in parallel with a distance to the longitudinal axis of the injector or the spark plug axis of rotation, causing an eccentric movement.

Durch Aufnahme der Zündkerze und/oder des Injektors in ei­ nem schwenkbar gelagerten Halter sind weitere variable Ein­ stellmöglichkeiten der Relativlage zwischen Zündkerze und Injektor gegeben. Der Halter ist relativ zu einer Zylinder­ achse des jeweiligen Zylinders schwenkbar, wodurch die Zündkerze und der Injektor in ihrer gemeinsamen Ebene prä­ ziser bewegbar sind und die optimale Funkenlage im Brenn­ raum einstellbar ist.By including the spark plug and / or the injector in an egg A swivel-mounted holder is another variable input adjust the relative position between the spark plug and Given injector. The holder is relative to a cylinder axis of the respective cylinder swiveling, so that Pre spark plug and the injector in their common plane are movable and the optimal spark position in the focal space is adjustable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is below hand of the drawing explained in more detail.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinder 2 einer direkteinspritzenden Otto-Brenn­ kraftmaschine 1. In dem Zylinder 2 ist ein Kolben 3 längs­ beweglich geführt und begrenzt einen Brennraum 4. Ein Zylinderkopf 5 liegt auf dem Zylinder 2 auf und schließt den Brennraum 4 mit einem im vorliegenden Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgestalteten Brennraumdach 14 ab. Im Zylin­ derkopf 5 ist ein Injektor 6 angeordnet, welcher in jedem Arbeitsspiel des Zylinders 2 Kraftstoff zur inneren Ge­ mischbildung in den Brennraum 4 einspritzt. Der Injektor 6 ist in etwa zentraler Position im Scheitel des Brennraumda­ ches 14 angeordnet und spritzt einen Kraftstoffstrahl 9 ein, welcher kegelförmig sich zum Kolben 3 mit dem Öff­ nungswinkel α erweitert. Über einen Einlaßkanal 21 wird dem Brennraum 4 separat Verbrennungsluft zugeführt, welche mit dem eingespritzten Kraftstoff eine im wesentlichen zentral im Brennraum 4 liegende Gemischwolke 13 bildet. Die Ge­ mischwolke 13 weist im Schichtladungsbetrieb der Brenn­ kraftmaschine 1 nach außen abnehmende Kraftstoffkonzentra­ tion im Gemisch auf. In höheren Lastbereichen kann auch ho­ mogene Gemischbildung erfolgen.The only drawing figure shows a longitudinal section through a cylinder 2 of a direct-injection Otto engine 1 . A piston 3 is guided in a longitudinally movable manner in the cylinder 2 and delimits a combustion chamber 4 . A cylinder head 5 rests on the cylinder 2 and closes off the combustion chamber 4 with a combustion chamber roof 14 which is conical in the present exemplary embodiment. In Zylin derkopf 5 , an injector 6 is arranged, which injects 2 fuel for internal Ge mixture formation in the combustion chamber 4 in each working cycle of the cylinder. The injector 6 is arranged in an approximately central position in the apex of the combustion chamber roof 14 and injects a fuel jet 9 which widens conically to the piston 3 with the opening angle α. Combustion air is fed separately to the combustion chamber 4 via an inlet duct 21 , which forms a mixture cloud 13 lying essentially centrally in the combustion chamber 4 with the injected fuel. The Ge mixed cloud 13 has in stratified charge operation of the internal combustion engine 1 outwardly decreasing fuel concentration in the mixture. In higher load ranges, homogeneous mixture formation can also take place.

Im Zylinderkopf 5 ist außerdem eine Zündkerze 7 angeordnet, welche mit ihren Elektroden 8 in den Brennraum 4 ragt. Durch Anlegen elektrischer Zündspannung an die Elektroden 8 springen zwischen den Elektroden 8 zu den vorgesehenen Zündzeitpunkten während der Arbeitsspiele des Zylinders 2 Zündfunken über, um das Kraftstoff/Luft-Gemisch zu zünden. Im Schichtladungsbetrieb der Brennkraftmaschine 1 liegen die Elektroden 1, wie in der Zeichnung dargestellt, etwa im Kegelmantelbereich des Kraftstoffstrahls 9, wo zündfähiges Kraftstoff/Luft-Gemisch innerhalb des stöchiometrischen Fensters vorliegt.In the cylinder head 5 there is also a spark plug 7 , which projects with its electrodes 8 into the combustion chamber 4 . By applying electrical ignition voltage to the electrodes 8, 2 ignition sparks jump over between the electrodes 8 at the intended ignition times during the working cycles of the cylinder in order to ignite the fuel / air mixture. In stratified charge operation of the internal combustion engine 1 , the electrodes 1 , as shown in the drawing, lie approximately in the cone-shaped region of the fuel jet 9 , where an ignitable fuel / air mixture is present within the stoichiometric window.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Zündkerze 7 und der Injektor 6 relativ zueinander verstellbar angeordnet. In jedem Last- und Drehzahlbereich des Betriebskennfeldes der Brennkraftmaschine kann so eine optimale Gemischbildung erfolgen, wobei Kraftstoffstrahlen 9 mit unterschiedlichen Geometrien bzw. Öffnungswinkeln α oder auch unterschiedli­ che Luftbewegungen der Verbrennungsluft wie Drall- oder Tumbleströmungen die Gemischbildung unterstützen können. Der Öffnungswinkel α des Kraftstoffkegels 9 kann beispiels­ weise über einen variablen Ventilhub des Injektors 6 ein­ gestellt werden. Auch über Leitelemente im Einlaßkanal 21 wie Klappen oder ähnliches kann die Ladungsbewegung im Brennraum 4 und die Geometrie der Gemischwolke 13 beein­ flußt werden. In jedem Kennfeldbereich der Brennkraftma­ schine kann so eine optimale Gemischkonfiguration erfolgen und die Gemischwolke 13 durch entsprechende, einstellbare Positionierung der Elektroden 8 der Zündkerze 7 in idealer Funkenlage gezündet werden. Die Elektroden 8 werden von ei­ ne Steuereinheit betriebspunktabhängig dem Kraftstoffstrahl 9 nachgeführt, um eine optimale Entflammung und Verbren­ nungscharakteristik der Gemischwolke 13 zu gewährleisten.According to the present invention, the spark plug 7 and the injector 6 are arranged so as to be adjustable relative to one another. In each load and speed range of the operating map of the internal combustion engine, an optimal mixture formation can take place, whereby fuel jets 9 with different geometries or opening angles α or different air movements of the combustion air, such as swirl or tumble flows, can support the mixture formation. The opening angle α of the fuel cone 9 can, for example, be set via a variable valve lift of the injector 6 . The charge movement in the combustion chamber 4 and the geometry of the mixture cloud 13 can also be influenced via guide elements in the inlet channel 21, such as flaps or the like. In each map area of the internal combustion engine, an optimal mixture configuration can take place and the mixture cloud 13 can be ignited by appropriate, adjustable positioning of the electrodes 8 of the spark plug 7 in an ideal spark position. The electrodes 8 are tracked by ei ne control unit depending on operating conditions of the fuel jet 9 to an optimum ignition and Burn voltage characteristic of the mixture cloud to ensure. 13

Die Zündkerze 7 ist bewegbar in einem Kerzenhalter 10 auf­ genommen, welcher in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung 20 im Zylinderkopf 5 angeordnet ist. Die Zündkerze 7 ist im Kerzenhalter 10 in Axialrichtung A und in Drehrichtung D bewegbar. Die Drehachse 24 der Drehbewegung liegt dabei parallel und mit Abstand zu der Längsachse 26 der Zünd­ kerze, wodurch die Zündkerze 7 bei Drehbewegung D exzen­ trisch bewegt wird. Der Kerzenhalter 10 ist des weiteren schwenkbar im Zylinderkopf 5 gelagert, wodurch die Zünd­ kerze 7 mit ihren Elektroden 8 mit einer Schwenkbewegung 5 relativ zu der Zylinderachse 16 des Zylinders 2 einstellbar ist. Die Kerzenaufnahme 20 im Zylinderkopf 5 ist entspre­ chend der vorgesehenen Schwenkbewegung S des Kerzenhalters 10 konisch erweitert. Die Bewegungen der Zündkerze in Axialrichtung A in Drehrichtung D sowie die Schwenkbewegung S des Kerzenhalters 10 werden von einem schematisch dargestellten Stellantrieb 17 durchgeführt, welcher über eine Signalleitung 22 mit der Steuereinheit 12 verbunden ist.The spark plug 7 is movably received in a candle holder 10 which is arranged in a corresponding receiving opening 20 in the cylinder head 5 . The spark plug 7 can be moved in the candle holder 10 in the axial direction A and in the direction of rotation D. The axis of rotation 24 of the rotational movement is parallel and at a distance from the longitudinal axis 26 of the spark plug, whereby the spark plug 7 is moved eccentrically during rotational movement D. The candle holder 10 is also pivotally mounted in the cylinder head 5 , whereby the spark plug 7 with its electrodes 8 with a pivoting movement 5 relative to the cylinder axis 16 of the cylinder 2 is adjustable. The candle holder 20 in the cylinder head 5 is accordingly expanded conically the intended pivoting movement S of the candle holder 10 . The movements of the spark plug in the axial direction A in the direction of rotation D and the pivoting movement S of the plug holder 10 are carried out by a schematically illustrated actuator 17 , which is connected to the control unit 12 via a signal line 22 .

Die Steuereinheit 12 stellt in Abhängigkeit des Betriebs­ punktes der Brennkraftmaschine 1 die jeweils optimale Lage der Elektroden 8 relativ zum Kraftstoffstrahl 9 ein. Die Einstellungen für den jeweils vorliegenden Betriebspunkt liest die Steuereinheit 12 in Abhängigkeit eines gemessenen Betriebsparameters der Brennkraftmaschine 1 aus einem Kenn­ feldspeicher 15 aus. In dem Kennfeldspeicher 15 sind im voraus ermittelte Optimaleinstellungen in Abhängigkeit des Lastpunktes L oder der Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Abhängig­ keit von beiden Parametern abgelegt.The control unit 12 adjusts the optimal position of the electrodes 8 relative to the fuel jet 9 as a function of the operating point of the internal combustion engine 1 . The control unit 12 reads the settings for the respective operating point as a function of a measured operating parameter of the internal combustion engine 1 from a characteristic field memory 15 . In the map memory 15 , optimal settings determined in advance as a function of the load point L or the rotational speed n of the internal combustion engine 1 or as in the present exemplary embodiment are stored as a function of both parameters.

Über den Stellantrieb 17 werden die Elektroden 8 in die be­ züglich Längs-, Quer- und radialer Position im Brennraum 4 optimale Funkenlage gebracht. Alternativ oder ergänzend zu der Verstellung der gesamten Zündkerze kann auch die Lage der einzelnen Elektroden 8 miteinander oder relativ zuein­ ander verändert werden, so daß sich die Funkenlage im Be­ reich optimal zündfähigen Gemisches befindet. Die Elektro­ den 8 können dabei axial in den Brennraum 4 ausschiebbar sein.About the actuator 17 , the electrodes 8 are brought into the be in relation to longitudinal, transverse and radial position in the combustion chamber 4 optimal spark position. Alternatively or in addition to the adjustment of the entire spark plug, the position of the individual electrodes 8 with each other or relative to each other can be changed so that the spark position in the loading area is optimally ignitable mixture. The electrical 8 can be pushed axially into the combustion chamber 4 .

Besonders vorteilhaft ist wie im vorliegenden Ausführungs­ beispiel auch der Injektor variabel einstellbar im Zylin­ derkopf 5 angeordnet. Der Injektor 6 ist in einem Düsenhal­ ter 11 aufgenommen, welcher ähnlich dem Kerzenhalter 10 der Zündkerze in einer Injektoraufnahme 19 schwenkbeweglich ge­ lagert ist. Der Injektor 6 ist des weiteren in Drehrichtung D und in Axialrichtung A ähnlich der Zündkerze 7 bewegbar. Die Drehachse 24 liegt, wie oben bereits zur Einstellung der Elektrodenlage beschrieben, exzentrisch zur Längsachse 25 des Injektors 6. Der Injektor 6 ist mittels eines Stel­ lantriebes 18 über eine Signalleitung 23 von der Steuerein­ heit 12 einstellbar. Entsprechend den betriebspunktabhängi­ gen Kennfelddaten aus dem Speicher 15 wird über eine ent­ sprechende Verschwenkung, Drehung und Axialverschiebung des Injektors 6 in Abstimmung mit der Einstellung der Zündkerze 7 der Kraftstoffstrahl 9 in optimaler Richtung und Öff­ nungswinkel α eingespritzt.Particularly advantageous, as in the present embodiment, the injector is arranged variably adjustable in the cylinder head 5 . The injector 6 is received in a Düsenhal ter 11 , which is similar to the candle holder 10 of the spark plug in an injector receptacle 19 is pivotally mounted. The injector 6 is also movable in the direction of rotation D and in the axial direction A similar to the spark plug 7 . As already described above for setting the electrode position, the axis of rotation 24 is eccentric to the longitudinal axis 25 of the injector 6 . The injector 6 is adjustable by means of an actuator 18 via a signal line 23 from the control unit 12 . Corresponding to the operating point-dependent map data from the memory 15 , the fuel jet 9 is injected in an optimal direction and opening angle α via a corresponding pivoting, rotation and axial displacement of the injector 6 in coordination with the setting of the spark plug 7 .

Die Variation der Funkenlage relativ zur Gemischwolke 13 kann auch allein über die Bewegung der Elektroden 8 oder auch über die Längsbewegung A, Drehbewegung D und Schwenk­ bewegung S des Injektors 6 eingestellt werden. Durch die optimale Positionierung der Elektroden 8 und des Injektors zueinander kann auch das Anspritzen der Brennraumwände der Elektroden 8 und des Kolbenbodens mit Kraftstoff weitgehend vermieden werden, um schädlichen Verkokungen insbesondere der Elektroden 8 entgegenzuwirken.The variation of the spark position relative to the mixture cloud 13 can also be set solely via the movement of the electrodes 8 or also via the longitudinal movement A, rotary movement D and pivoting movement S of the injector 6 . By optimally positioning the electrodes 8 and the injector relative to one another, the spraying of the combustion chamber walls of the electrodes 8 and the piston crown with fuel can largely be avoided in order to counteract harmful coking, in particular of the electrodes 8 .

Um eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses im Brenn­ raum 4 in Folge der Lageveränderung der Elektroden bzw. des Kraftstoffstrahls zu vermeiden, kann das Kompressionsvolu­ men im Brennraum beispielsweise über eine variabel ein­ stellbare Brennraumwand korrigiert werden. Hierzu kann ein Volumenelement vorgesehen sein, welches in Abstimmung mit der Einstellung des Injektors 6 und der Zündkerze 7 im Brennraum 4 bewegbar ist. Die Variation der Verdichtung ist vorteilhaft wie die Einstelldaten des Injektors 6 und der Zündkerze 7 im Kennfeldspeicher 15 berücksichtigt.In order to avoid a change in the compression ratio in the combustion chamber 4 as a result of the change in position of the electrodes or the fuel jet, the compression volume in the combustion chamber can be corrected, for example, via a variably adjustable combustion chamber wall. For this purpose, a volume element can be provided, which can be moved in the combustion chamber 4 in coordination with the setting of the injector 6 and the spark plug 7 . The variation of the compression is advantageously taken into account like the setting data of the injector 6 and the spark plug 7 in the map memory 15 .

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einstellung der Lage der Elektroden 8 und des Kraftstoffstrahls 9 relativ zueinander wird darin gesehen, daß ein erheblich schnelle­ res Umschalten im Fahrbetrieb von Teillast zu Vollast gegeben ist. Auch wird durch optimale Einstellung der Zündkerze 7 und des Injektors 6 das Kaltstartverhalten der Brenn­ kraftmaschine 1 verbessert, unter anderem durch Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses in Verbindung mit der optima­ len Positionierung der Zündkerze 7 und des Injektors 6. Die Verschiebung des Injektors 6 und der Zündkerze 7 sowie die Verschiebung der jeweiligen Halter 10, 11 kann auch zur Un­ terstützung einer gewünschten Luftströmung der Verbren­ nungsluft genutzt werden, wie etwa einer Drallströmung um die Zylinderachse 16. Der Kerzenhalter 10 und der Düsenhal­ ter können dabei eine Formgebung als Luftleitelement auf­ weisen.Another advantage of the inventive setting of the position of the electrodes 8 and the fuel jet 9 relative to each other is seen in the fact that a considerably quick res switching when driving from partial load to full load is given. Also by optimal setting of the spark plug 7 and the injector 6, the cold start behavior of the internal combustion engine 1 is improved, inter alia by increasing the compression ratio in connection with the optimal positioning of the spark plug 7 and the injector 6 . The displacement of the injector 6 and the spark plug 7 and the displacement of the respective holder 10 , 11 can also be used to support a desired air flow of the combustion air, such as a swirl flow around the cylinder axis 16 . The candle holder 10 and the Düsenhal ter can have a shape as an air guide on.

Claims (9)

1. Direkteinspritzende Otto-Brennkraftmaschine mit pro Zylinder (2) einem Injektor (6), welcher in einem im Zylinder (2) von einem Kolben (3) begrenzten Brenn­ raum (4) einragt, um einen Kraftstoffstrahl (9) zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisches mit separat zugeführter Verbrennungsluft einzusprit­ zen, und mit einer Zündkerze (7) zwischen deren Elek­ troden (8) Zündfunken zur Zündung des Kraftstoff/­ Luft-Gemisches auslösbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage der Elektroden (8) und des Kraftstoffstrahls (9) zueinan­ der von einer Steuereinheit (12) in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Brennkraftmaschine (1) einstell­ bar ist.1. Directly injecting Otto engine with per cylinder ( 2 ) an injector ( 6 ), which projects in a cylinder ( 2 ) from a piston ( 3 ) limited combustion chamber ( 4 ) to a fuel jet ( 9 ) to form an ignitable Inject fuel / air mixture with separately supplied combustion air, and with a spark plug ( 7 ) between its electrodes ( 8 ), spark can be triggered to ignite the fuel / air mixture, characterized in that the relative position of the electrodes ( 8 ) and the fuel jet ( 9 ) can be adjusted to one another by a control unit ( 12 ) as a function of the operating point of the internal combustion engine ( 1 ). 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Elektroden (8) im Brennraum (4) veränderbar ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the position of the electrodes ( 8 ) in the combustion chamber ( 4 ) is variable. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (8) axial aus der Zündkerze (7) ausschiebbar sind.3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the electrodes ( 8 ) can be pushed out axially from the spark plug ( 7 ). 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (7) von der Steuereinheit (12) bewegbar im Zylinderkopf (5) ange­ ordnet ist. 4. Internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that the spark plug ( 7 ) from the control unit ( 12 ) is movably arranged in the cylinder head ( 5 ). 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Kraftstoff­ strahls (9) von der Steuereinheit (12) einstellbar ist.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the fuel jet ( 9 ) from the control unit ( 12 ) is adjustable. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (6) bewegbar im Zylinderkopf (5) angeordnet ist.6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the injector ( 6 ) is arranged movably in the cylinder head ( 5 ). 7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (7) und/oder der Injektor (6) in Richtung ihrer Längsach­ se (25, 26) verschiebbar sind.7. Internal combustion engine according to one of claims 2 to 6, characterized in that the spark plug ( 7 ) and / or the injector ( 6 ) in the direction of their Längach se ( 25 , 26 ) are displaceable. 8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (7) und/oder der Injektor (6) um eine parallel mit Ab­ stand zu ihrer Längsachse (25, 26) liegende Drehachse (24) drehbar angeordnet sind.8. Internal combustion engine according to one of claims 2 to 7, characterized in that the spark plug ( 7 ) and / or the injector ( 6 ) are arranged to be rotatable about a axis of rotation ( 24 ) lying parallel to their longitudinal axis ( 25 , 26 ) . 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (7) und/oder der Injektor (6) in einem Halter (10, 11) aufgenommen sind, welcher relativ zu einer Zylinder­ achse (16) des jeweiligen Zylinders (2) schwenkbar gelagert ist.9. Internal combustion engine according to one of claims 2 to 8, characterized in that the spark plug ( 7 ) and / or the injector ( 6 ) are accommodated in a holder ( 10 , 11 ) which is relative to a cylinder axis ( 16 ) of the respective Cylinder ( 2 ) is pivotally mounted.
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