DE102022117345A1

DE102022117345A1 - Internal combustion engine, preferably for carrying out a diffusion combustion process

Info

Publication number: DE102022117345A1
Application number: DE102022117345.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Malischewski; Martina Leistner; Jens Dietrich; Daniel Zülow
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2024-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (100), vorzugsweise zum Ausführen eines Diffusionsbrennverfahrens, mit einer Einspritzdüse (20) zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls (S), einem Kolben (1) mit einer Kolbenkontur, die eine Mulde (2), einen Mitteldom (D) und einen Strahlteiler (3) umfasst, und einer Aufnahmeeinrichtung (10), in der der Kolben (1) aufgenommen ist und die einen Innendurchmesser (Db) aufweist. Die Brennkraftmaschine (100) ist insbesondere eingerichtet, um eine partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung, vorzugsweise Diffusionsverbrennung, auszuführen. Alternativ oder ergänzend kann der der Strahlteiler (3), vorzugsweise eine Gipfelkontur (3.1) des Strahlteilers (3), und der Einspritzstrahl (S) zueinander ausgerichtet sein, um eine Aufteilung des Einspritzstrahls (S) und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls (S) in eine innere Brennfront (Xi) und eine äu-ßere Brennfront (Xa) zu erzielen, wobei die innere Brennfront (Xi) größer ist als die äußere Brennfront (Xa). Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Brennverfahren.The invention relates to an internal combustion engine (100), preferably for carrying out a diffusion combustion process, with an injection nozzle (20) for outputting at least one fuel injection jet (S), a piston (1) with a piston contour which has a trough (2), a central dome (D) and a beam splitter (3), and a receiving device (10) in which the piston (1) is received and which has an inner diameter (Db). The internal combustion engine (100) is in particular designed to carry out combustion partially guided by the piston contour, preferably diffusion combustion. Alternatively or additionally, the beam splitter (3), preferably a peak contour (3.1) of the beam splitter (3), and the injection jet (S) can be aligned with one another in order to divide the injection jet (S) and/or a combustion front of the injection jet (S ) into an inner focal front (Xi) and an outer focal front (Xa), whereby the inner focal front (Xi) is larger than the outer focal front (Xa). The invention also relates to an associated combustion process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise zum Ausführen eines Diffusionsbrennverfahrens, mit einer Einspritzdüse, einem Kolben und einer Aufnahmeeinrichtung, in der der Kolben aufgenommen und zweckmäßig bewegbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Brennverfahren.The invention relates to an internal combustion engine, preferably for carrying out a diffusion combustion process, with an injection nozzle, a piston and a receiving device in which the piston is accommodated and can be expediently moved. The invention also relates to an associated combustion process.

Brennkraftmaschinen mit Kolben sind im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Hierzu kann beispielhaft auf die DE 10 2018 123 275 A1 und die DE 11 2008 002 527 T5 verwiesen werden, die Brennkraftmaschinen mit einem Kolben offenbaren, der eine Kolbenmulde und einen Mitteldom aufweist. Die Kolbenkontur, insbesondere die Kolbengeometrie, beeinflusst die Wirkweise der Brennkraftmaschine wesentlich. Bereits relativ kleine Änderungen an der Kolbenkontur können die Wirkweise der Brennkraftmaschine wesentlich beeinflussen.Internal combustion engines with pistons are known in the prior art in a wide variety of embodiments. An example of this is the DE 10 2018 123 275 A1 and the DE 11 2008 002 527 T5 are referred to, which disclose internal combustion engines with a piston that has a piston bowl and a central dome. The piston contour, in particular the piston geometry, significantly influences the operation of the internal combustion engine. Even relatively small changes to the piston contour can significantly influence the operation of the internal combustion engine.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte und/oder alternative Brennkraftmaschine zu schaffen, insbesondere eine Brennkraftmaschine mit hohem Wirkungsgrad (z. B. verbessertem Kraftstoffverbrauch) und/oder langer Haltbarkeit.An object of the invention is to provide an improved and/or alternative internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with high efficiency (e.g. improved fuel consumption) and/or long durability.

Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.This task can be solved with the features of the independent claims. Advantageous developments are disclosed in the subclaims or result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention.

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise zum Ausführen eines Diffusionsbrennverfahrens. Die Brennkraftmaschine kann z. B. eine Diesel-Brennkraftmaschine schein.The invention relates to an internal combustion engine, preferably for carrying out a diffusion combustion process. The internal combustion engine can z. B. a diesel internal combustion engine appears.

Die Brennkraftmaschine umfasst eine Einspritzdüse zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls (z. B. Diesel-Einspritzstrahls), einen Kolben und eine Aufnahmeeinrichtung (z. B. einen Zylinder oder eine Laufbuchse etc.), die einen Innendurchmesser aufweist. Der Kolben ist in der Aufnahmeeinrichtung (insbesondere hin- und herbewegbar) aufgenommen.The internal combustion engine includes an injection nozzle for outputting at least one fuel injection jet (e.g. diesel injection jet), a piston and a receiving device (e.g. a cylinder or a liner etc.) which has an inner diameter. The piston is accommodated in the receiving device (in particular movable back and forth).

Der Kolben weist eine Kolbenkontur (z. B. Kolbengeometrie) auf, die eine Mulde (vorzugsweise eine Omega-Mulde), einen Mitteldom und einen (z. B. konvexen) Strahlteiler umfasst. The piston has a piston contour (e.g. piston geometry) that includes a trough (preferably an omega trough), a center dome and a (e.g. convex) beam splitter.

Eine Besonderheit ist z. B., dass die Brennkraftmaschine, insbesondere der Kolben, eingerichtet sein kann, um eine partiell Kolbenkontur-geführte und somit vorzugsweise partiell wandgeführte Verbrennung, insbesondere Diffusionsverbrennung, auszuführen.A special feature is e.g. B. that the internal combustion engine, in particular the piston, can be set up to carry out a partially piston contour-guided and thus preferably partially wall-guided combustion, in particular diffusion combustion.

Eine alternative oder ergänzende Besonderheit ist z. B., dass der Strahlteiler (vorzugsweise eine Gipfelkontur des Strahlteilers) und der Einspritzstrahl (vorzugsweise eine Mittelachse des Einspritzstrahls) zueinander ausgerichtet sein können, um eine Aufteilung des Einspritzstrahls und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls in eine (insbesondere größere) innere Brennfront und eine (insbesondere kleinere) äußere Brennfront zu erzielen, sodass und/oder wobei die innere Brennfront vorzugsweise größer ist als die äußere Brennfront.An alternative or additional special feature is e.g. B. that the jet splitter (preferably a peak contour of the jet splitter) and the injection jet (preferably a central axis of the injection jet) can be aligned with one another in order to divide the injection jet and / or a combustion front of the injection jet into a (in particular larger) inner combustion front and a (in particular smaller) external combustion front, so that and/or wherein the internal combustion front is preferably larger than the external combustion front.

Der Einspritzstrahl und/oder die Brennfront des Einspritzstrahls kann somit insbesondere in eine größere innere Brennfront und eine kleinere äußere Brennfront zweckmäßig aufgeteilt werden.The injection jet and/or the combustion front of the injection jet can thus be expediently divided into a larger inner combustion front and a smaller outer combustion front.

Die innere Brennfront kann, insbesondere mittels der Aufteilung durch den Strahlteiler, vorzugsweise größer sein als die äußere Brennfront.The inner focal front can preferably be larger than the outer focal front, in particular by virtue of the division by the beam splitter.

Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Brennkraftmaschine mit sehr gutem Wirkungsgrad ermöglicht, aber auch z. B. eine verbesserte Haltbarkeit insbesondere des Kolbens und insbesondere des Zylinderkopfs mittels einer reduzierten Hitzeeinwirkung auf den Kolben und den Zylinderkopf.According to the invention, an internal combustion engine with very good efficiency is made possible, but also z. B. improved durability in particular of the piston and in particular of the cylinder head by means of a reduced heat effect on the piston and the cylinder head.

Es ist möglich, dass eine Gipfelkontur des Strahlteilers einen Gipfelkonturdurchmesser umfasst, dessen Größe zwischen 44% und 58%, zwischen 46% und 56% oder zwischen 48% und 54% des Innendurchmessers der Aufnahmeeinrichtung beträgt. Der Strahlteiler, insbesondere dessen Gipfelkontur, kann sich somit z. B. im Bereich 44% bis 58%, 46% bis 56% oder 48% bis 54% des Innendurchmessers der Aufnahmeeinrichtung befinden.It is possible for a peak contour of the beam splitter to include a peak contour diameter whose size is between 44% and 58%, between 46% and 56% or between 48% and 54% of the inside diameter of the receiving device. The beam splitter, in particular its peak contour, can therefore be z. B. in the range 44% to 58%, 46% to 56% or 48% to 54% of the inner diameter of the receiving device.

Die Aufteilung des Einspritzstrahls und/oder der Brennfront des Einspritzstrahls kann z. B. wie folgt sein:

- im Wesentlichen 51% bis 54% innere Brennfront und im Wesentlichen 49% bis 46% äußere Brennfront,
- im Wesentlichen 51% bis 53% innere Brennfront und im Wesentlichen 49% bis 47% äußere Brennfront,
- im Wesentlichen 51% bis 52% innere Brennfront und im Wesentlichen 49% bis 48% äußere Brennfront, oder
- im Wesentlichen 52% innere Brennfront und im Wesentlichen 48% äußere Brennfront.

The division of the injection jet and/or the combustion front of the injection jet can, for. B. be as follows:

- essentially 51% to 54% inner burning front and essentially 49% to 46% outer burning front,
- essentially 51% to 53% inner burning front and essentially 49% to 47% outer burning front,
- essentially 51% to 52% inner focal front and essentially 49% to 48% outer focal front, or
- essentially 52% inner burning front and essentially 48% outer burning front.

Es ist möglich, dass der Strahlteiler, insbesondere ein Strahlteilerauslauf, einen (vorzugsweise radial äußeren) Anstellwinkel zwischen 7° und 15°, zwischen 9° und 13° oder zwischen 10° und 12° aufweist. Der Anstellwinkel kann z. B. relativ zu einer Bezugsebene gemessen werden, die rechtwinklig zur Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens ausgerichtet ist.It is possible for the beam splitter, in particular a beam splitter outlet, to have a (preferably radially outer) angle of attack between 7° and 15°, between 9° and 13° or between 10° and 12°. The angle of attack can e.g. B. can be measured relative to a reference plane which is aligned perpendicular to the central axis of the receiving device and/or the piston.

Der Strahlteiler kann z. B. einen Formradius (z. B. Krümmungsradius) zwischen 1.8mm und 3.2mm, zwischen 2mm und 3mm oder zwischen 2.3mm und 2.7mm aufweisen.The beam splitter can e.g. B. have a shape radius (e.g. radius of curvature) between 1.8mm and 3.2mm, between 2mm and 3mm or between 2.3mm and 2.7mm.

Der Strahlteiler kann z. B. einen (vorzugsweise radial inneren) Hinterschnitt aufweisen, z. B. mit einem Hinterschnittwinkel zwischen 60° und 68°, zwischen 62° und 66° oder zwischen 63° und 65°. Der Hinterschnittwinkel kann z. B. relativ zu einer Bezugsebene gemessen werden, die rechtwinklig zur Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens ausgerichtet ist.The beam splitter can e.g. B. have a (preferably radially inner) undercut, e.g. B. with an undercut angle between 60° and 68°, between 62° and 66° or between 63° and 65°. The undercut angle can e.g. B. can be measured relative to a reference plane which is aligned perpendicular to the central axis of the receiving device and/or the piston.

Es ist möglich, dass der Mitteldom einen Mitteldomwinkel, insbesondere Mitteldomöffnungswinkel, zwischen 90° und 102°, zwischen 92° und 100° oder zwischen 95° und 97° aufweist.It is possible for the central dome to have a central dome angle, in particular a central dome opening angle, between 90° and 102°, between 92° and 100° or between 95° and 97°.

Der Mitteldom kann z. B. einen Formradius (z. B. Krümmungsradius) zwischen 15mm und 21mm, zwischen 16mm und 20mm oder zwischen 17mm und 19mm aufweisen.The central dome can e.g. B. have a shape radius (e.g. radius of curvature) between 15mm and 21mm, between 16mm and 20mm or between 17mm and 19mm.

Die Mulde kann z. B. als eine zweckmäßige Omega-Mulde ausgebildet sein, die vorzugsweise eine im Wesentlichen Omega-förmige Grundform aufweisen kann.The trough can z. B. be designed as a practical omega trough, which can preferably have a substantially omega-shaped basic shape.

Die Mulde kann z. B. eine Innenmulde aufweisen.The trough can z. B. have an inner trough.

Die Innenmulde kann z. B. einen Formradius (z. B. Krümmungsradius) zwischen 4mm und 9mm, zwischen 5mm und 8mm oder zwischen 5.5mm und 6.5mm aufweisen und/oder einen Innenmuldendurchmesser aufweisen, dessen Größe zwischen 46% und 56%, zwischen 48% und 54% oder zwischen 48% und 50% des Innendurchmessers der Aufnahmeeinrichtung beträgt.The inner trough can z. B. have a shape radius (e.g. radius of curvature) between 4mm and 9mm, between 5mm and 8mm or between 5.5mm and 6.5mm and / or have an inner trough diameter whose size is between 46% and 56%, between 48% and 54% or between 48% and 50% of the inside diameter of the receiving device.

Die Mulde kann z. B. einen Muldenauslauf umfassen.The trough can z. B. include a trough outlet.

Der Muldenauslauf kann z. B. einen Anstellwinkel zwischen 21° und 29°, zwischen 23° und 27° oder zwischen 24° und 26° aufweisen. Der Anstellwinkel kann z. B. relativ zu einer Bezugsebene gemessen werden, die rechtwinklig zur Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens ausgerichtet ist.The trough outlet can e.g. B. have an angle of attack between 21° and 29°, between 23° and 27° or between 24° and 26°. The angle of attack can e.g. B. can be measured relative to a reference plane which is aligned perpendicular to the central axis of the receiving device and/or the piston.

Die Mulde kann z. B. einen Muldenaußendurchmesser aufweisen, dessen Größe zwischen 78% und 92%, zwischen 80% und 90% oder zwischen 82% und 84% des Innendurchmessers der Aufnahmeeinrichtung beträgt.The trough can z. B. have a trough outer diameter whose size is between 78% and 92%, between 80% and 90% or between 82% and 84% of the inner diameter of the receiving device.

Der Strahlteiler kann z. B. einen Strahlteilerauslauf umfassen.The beam splitter can e.g. B. include a beam splitter outlet.

Es ist möglich, dass zwischen dem Strahlteilerauslauf des Strahlteilers und dem Muldenauslauf ein Knick oder Absatz mit einem Durchmesser ausgebildet ist, dessen Größe z. B. zwischen 53% und 67%, zwischen 55% und 65% oder zwischen 60% und 62% des Innendurchmessers der Aufnahmeeinrichtung betragen kann.It is possible for a bend or step with a diameter to be formed between the beam splitter outlet of the beam splitter and the trough outlet, the size of which is z. B. can be between 53% and 67%, between 55% and 65% or between 60% and 62% of the inner diameter of the receiving device.

Die Einspritzdüse kann z. B. zentrisch angeordnet sein und/oder als Mehrlocheinspritzdüse ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Einspritzdüse z. B. einen Schirmwinkel zwischen 140° und 150°, zwischen 142° und 148° oder zwischen 144° und 146° aufweisen.The injector can e.g. B. be arranged centrally and / or designed as a multi-hole injection nozzle. Alternatively or additionally, the injection nozzle can z. B. have a screen angle between 140° and 150°, between 142° and 148° or between 144° and 146°.

Es ist möglich, dass der Kolben einen oberen Totpunkt (OT) und einen unteren Totpunkt (UT) aufweist.It is possible for the piston to have a top dead center (TDC) and a bottom dead center (BDC).

Eine insbesondere elektronische Steuereinrichtung kann z. B. zur Verfügung gestellt sein, die eingerichtet ist, um die Ausgabe des Einspritzstrahls in einem Bereich zwischen zweckmäßig 10°, 15° oder 20° vor dem oberen Totpunkt und/oder zweckmäßig 10°, 20° oder 25° nach dem oberen Totpunkt erfolgen zu lassen.A particularly electronic control device can z. B. be provided, which is set up to output the injection jet in a range between expediently 10°, 15° or 20° before top dead center and / or expediently 10°, 20° or 25° after top dead center allow.

Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine und/oder der Kolben eingerichtet ist, um eine partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung, insbesondere Diffusionsverbrennung, auszuführen, sodass in einer ersten Phase Kraftstoff und/oder eine innere Brennfront und eine äußere Brennfront auf der Kolbenkontur geführt (insbesondere wandgeführt) werden und in einer (insbesondere daran anschließenden) zweiten Phase eine Diffusionsverbrennung ohne Kontakt (insbesondere ohne Wandkontakt) der inneren Brennfront und der äußeren Brennfront mit der Kolbenkontur erfolgt.It is possible for the internal combustion engine and/or the piston to be set up to carry out a partial piston contour-guided combustion, in particular diffusion combustion, so that in a first phase fuel and/or an inner combustion front and an outer combustion front are guided on the piston contour (in particular wall-guided) and in a (particularly subsequent) second phase, diffusion combustion takes place without contact (in particular without wall contact) of the inner combustion front and the outer combustion front with the piston contour.

Die zweite Phase kann vorzugsweise auf die erste Phase folgen.The second phase can preferably follow the first phase.

Es ist möglich, dass die erste Phase und/oder die zweite Phase eine Kompressions-Phase (insbesondere einen Kompressions-Takt) des Kolbens umfasst, sodass die erste Phase und/oder die zweite Phase z. B. während der Kompressions-Phase ausgeführt werden kann.It is possible for the first phase and/or the second phase to comprise a compression phase (in particular a compression cycle) of the piston, so that the first phase and/or the second phase z. B. can be carried out during the compression phase.

Es ist möglich, dass in der ersten Phase eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt und/oder der Einspritzstrahl auf den Strahlteiler trifft. Alternativ oder ergänzend kann in der zweiten Phase z. B. keine Kraftstoff-Einspritzung erfolgen. Das kann zweckmäßig durch die Steuereinrichtung gesteuert werden.It is possible for fuel to be injected in the first phase and/or for the injection jet to hit the jet splitter. Alternatively or additionally, in the second phase, e.g. B. no fuel injection takes place. This can expediently be controlled by the control device.

Es ist möglich, dass, insbesondere in der ersten Phase und/oder der zweiten Phase, die innere Brennfront und/oder die äußere Brennfront einen Kopf (z. B. Zylinderkopf, Laufbuchsenkopf etc.) und/oder eine Seitenwand der Aufnahmeeinrichtung nicht erreicht.It is possible that, in particular in the first phase and/or the second phase, the inner combustion front and/or the outer combustion front does not reach a head (e.g. cylinder head, liner head, etc.) and/or a side wall of the receiving device.

Die erste Phase und die zweite Phase können insbesondere das partiell Kolbenkontur-geführte und/oder Wand-geführte Brennverfahren (z. B. Diffusionsbrennverfahren) bilden.The first phase and the second phase can in particular form the partially piston contour-guided and/or wall-guided combustion process (e.g. diffusion combustion process).

Eine Einlasseinrichtung (z. B. zumindest ein Einlassventil) kann z. B. eingerichtet sein, um ein Einströmprofil (insbesondere Luft- oder Gas-Einströmprofil) mit einem Drall und (insbesondere zur Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens) schräg ausgerichteter Drallachse zu erzeugen. Die Drallachse kann z. B. zweckmäßig auf den Strahlteiler gerichtet sein.An inlet device (e.g. at least one inlet valve) can e.g. B. be set up to generate an inflow profile (in particular air or gas inflow profile) with a swirl and (in particular to the central axis of the receiving device and / or the piston) obliquely aligned swirl axis. The twist axis can z. B. expediently be directed towards the beam splitter.

Es ist möglich, dass in Axialrichtung der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens ein Gipfel des Mitteldoms höher positioniert ist als der Strahlteiler (insbesondere die Gipfelkontur des Strahlteilers) und/oder als der Knick oder Absatz zwischen dem Strahlteilerauslauf und dem Muldenauslauf.It is possible for a peak of the central dome to be positioned higher in the axial direction of the receiving device and/or the piston than the beam splitter (in particular the peak contour of the beam splitter) and/or than the bend or step between the beam splitter outlet and the trough outlet.

Es ist möglich, dass die Kolbenkontur im Wesentlichen rotationsymmetrisch ausgebildet ist.It is possible for the piston contour to be essentially rotationally symmetrical.

Es ist möglich, dass die Aufnahmeeinrichtung, die Mulde, die Innenmulde, der Strahlteiler, die Gipfelkontur des Strahlteilers, der Strahlteilerauslauf, der Muldenauslauf, der Hinterschnitt und/oder der Knick oder Absatz im Wesentlichen ringförmig um eine Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens verläuft.It is possible for the receiving device, the trough, the inner trough, the beam splitter, the peak contour of the beam splitter, the beam splitter outlet, the trough outlet, the undercut and/or the bend or shoulder to be essentially annular around a central axis of the receiving device and/or the piston runs.

Der Mitteldom kann insbesondere im Wesentlichen zentriert zur Mittelachse der Aufnahmeeinrichtung und/oder des Kolbens positioniert sein.The central dome can in particular be positioned essentially centered on the central axis of the receiving device and/or the piston.

Der Kolben ist vorzugsweise ein Hubkolben.The piston is preferably a reciprocating piston.

Die Aufnahmeeinrichtung weist wie schon erwähnt einen Innendurchmesser auf. Der Innendurchmesser kann vorzugsweise als Bezugsgröße („100%“) für die anderen hierin offenbarten Durchmesser dienen.As already mentioned, the receiving device has an inner diameter. The inside diameter may preferably serve as a reference (“100%)” for the other diameters disclosed herein.

Es ist möglich, dass die Einspritzdüse zur Ausgabe einer z. B. im Wesentlichen kegelförmigen Kraftstoff-Einspritzung ausgebildet sein kann, vorzugsweise in Form eines oder mehrerer Kraftstoff-Einspritzstrahlen.It is possible that the injector is used to output a z. B. a substantially conical fuel injection can be formed, preferably in the form of one or more fuel injection jets.

Die Innenmulde kann sich z. B. im Wesentlichen ringförmig (zweckmäßig radial außen) um den Mitteldom erstrecken.The inner trough can be z. B. extend essentially annularly (expediently radially on the outside) around the central dome.

Der Strahlteilter kann sich z. B. im Wesentlichen ringförmig (zweckmäßig radial außen) um die Innenmulde erstrecken.The beam splitter can e.g. B. extend essentially annularly (expediently radially on the outside) around the inner trough.

Der Strahlteilerauslauf kann sich z. B. im Wesentlichen ringförmig (zweckmäßig radial außen) um die Gipfelkontur des Strahlteilers erstrecken.The beam splitter outlet can be z. B. extend essentially annularly (expediently radially on the outside) around the summit contour of the beam splitter.

Der Muldenauslauf kann sich z. B. im Wesentlichen ringförmig (zweckmäßig radial außen) um den Strahlteiler, insbesondere dessen Strahlteilerauslaufs, erstrecken.The trough outlet can be z. B. extend essentially annularly (expediently radially on the outside) around the beam splitter, in particular its beam splitter outlet.

Der Strahlteilerauslauf kann vorzugsweise mittels des Knicks oder Absatzes (zweckmäßig im Wesentlichen direkt) in den Muldenauslauf übergehen.The beam splitter outlet can preferably merge into the trough outlet (expediently essentially directly) by means of the bend or shoulder.

Der Übergang zwischen dem Muldenauslauf und dem Strahlteilerauslauf kann vorzugsweise stufenfrei ausgebildet sein.The transition between the trough outlet and the beam splitter outlet can preferably be designed to be step-free.

Der Muldenauslauf kann vorzugsweise stufenfrei ausgebildet sein.The trough outlet can preferably be designed to be step-free.

Vorzugsweise trifft eine Mittelachse des Einspritzstrahls im Wesentlichen auf die Gipfelkontur des Strahlteilers.Preferably, a central axis of the injection jet essentially hits the peak contour of the jet splitter.

Zu erwähnen ist, dass das Brennverfahren vorzugsweise ein Diffusionsbrennverfahren ist und/oder der Kraftstoff z. B. ein Dieselkraftstoff sein kann.It should be mentioned that the combustion process is preferably a diffusion combustion process and/or the fuel e.g. B. can be a diesel fuel.

Zu erwähnen ist auch, dass die Kolbenkontur insbesondere der Brennraumseite und/oder der Seite zugewandt ist, auf der sich die Einspritzdüse befindet.It should also be mentioned that the piston contour faces in particular the combustion chamber side and/or the side on which the injection nozzle is located.

Zu erwähnen ist des Weiteren, dass der Strahlteiler insbesondere zum Aufteilen des Einspritzstrahls und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls dient.It should also be mentioned that the jet splitter serves in particular to divide the injection jet and/or a combustion front of the injection jet.

Die Erfindung betrifft auch ein Brennverfahren, das vorzugsweise mit einer Brennkraftmaschine wie hierin offenbart ausgeführt werden kann.The invention also relates to a combustion method that can preferably be carried out with an internal combustion engine as disclosed herein.

Bei dem Brennverfahren kommen somit insbesondere zum Einsatz: eine Einspritzdüse zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls, ein Kolben und eine Aufnahmeeinrichtung, in der der Kolben bewegt wird und die einen Innendurchmesser aufweist.The combustion process uses in particular: an injection nozzle giving at least one fuel injection jet, a piston and a receiving device in which the piston is moved and which has an inner diameter.

Die Kolbenkontur umfasst eine Mulde, einen Mitteldom und einen Strahlteiler.The piston contour includes a trough, a center dome and a beam splitter.

Bei dem Brennverfahren erfolgt vorzugsweise eine partiell Kolbenkontur-geführte und somit vorzugsweise partiell wandgeführte Verbrennung, insbesondere Diffusionsverbrennung.The combustion process preferably involves combustion that is partially guided by the piston contour and therefore preferably partially guided by the wall, in particular diffusion combustion.

Alternativ oder ergänzend sind der Strahlteiler, vorzugsweise eine Gipfelkontur des Strahlteilers, und der Einspritzstrahl zweckmäßig so zueinander ausgerichtet, dass eine Aufteilung des Einspritzstrahls und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls in eine innere Brennfront und eine äußere Brennfront erfolgt, wobei und/oder sodass z. B. die innere Brennfront größer ist als die äußere Brennfront.Alternatively or additionally, the jet splitter, preferably a peak contour of the jet splitter, and the injection jet are expediently aligned with one another in such a way that the injection jet and / or a combustion front of the injection jet is divided into an inner combustion front and an outer combustion front, whereby and / or so that, for. B. the inner burning front is larger than the outer burning front.

Es ist möglich, dass, insbesondere in der ersten Phase, eine Ablösung der äußeren Brennfront von der Kolbenkontur durch eine Ablenkung mittels des Muldenauslaufs und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens erfolgt. Dadurch kann z. B. ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entstehen und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen.It is possible that, particularly in the first phase, the outer combustion front is separated from the piston contour by a deflection by means of the bowl outlet and by a downward movement of the piston. This can z. B. a negative pressure area arises on the piston contour and unburned air flows into the negative pressure area.

Es ist möglich, dass, insbesondere in der ersten Phase, eine Ablösung der inneren Brennfront von der Kolbenkontur durch eine Ablenkung mittels des Mitteldoms und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens erfolgt. Dadurch kann z. B. ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entstehen und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen.It is possible that, particularly in the first phase, the inner combustion front is separated from the piston contour by a deflection by means of the central dome and by a downward movement of the piston. This can z. B. a negative pressure area arises on the piston contour and unburned air flows into the negative pressure area.

Es ist möglich, dass die innere Brennfront und/oder die äußere Brennfront einen Kopf und/oder eine Seitenwand der Aufnahmeeinrichtung nicht erreichen, insbesondere davor erlöschen.It is possible that the inner combustion front and/or the outer combustion front do not reach a head and/or a side wall of the receiving device, in particular they go out in front of it.

Die Offenbarung (insbesondere in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen) zur Brennkraftmaschine gilt zweckmäßig auch für das Brennverfahren und umgekehrt.The disclosure (particularly in the description and/or the claims) regarding the internal combustion engine also applies expediently to the combustion process and vice versa.

Die Erfindung betrifft auch ein Nutzfahrzeug, vorzugsweise Lastkraftwagen oder Omnibus, mit einer Brennkraftmaschine wie hierin offenbart.The invention also relates to a commercial vehicle, preferably a truck or bus, with an internal combustion engine as disclosed herein.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung können zweckmäßig miteinander kombiniert werden. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

1 und 2 zeigen eine Schnittansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 zeigt eine Detailansicht der 1 und 2,
4 zeigt eine andere Schnittansicht der Brennkraftmaschine, und
5 bis 9 illustrieren ein Brennverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The preferred exemplary embodiments and features of the invention described above can be expediently combined with one another. Other advantageous developments of the invention are disclosed in the subclaims or result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention in conjunction with the attached figures.

1 and 2 show a sectional view of a part of an internal combustion engine according to an exemplary embodiment of the invention,
3 shows a detailed view of the 1 and 2 ,
4 shows another sectional view of the internal combustion engine, and
5 until 9 illustrate a combustion process according to an exemplary embodiment of the invention.

Die 1 und 2 zeigen eine gleiche Schnittansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Übersichtlichkeit halber nicht alle Bezugszeichen in beiden 1 und 2 enthalten sind. 3 zeigt eine Detailansicht der Brennkraftmaschine 100.The 1 and 2 show a similar sectional view of a part of an internal combustion engine 100 according to an embodiment of the invention, for the sake of clarity not all reference numbers in both 1 and 2 are included. 3 shows a detailed view of the internal combustion engine 100.

Die Brennkraftmaschine 100 dient vorzugsweise zum Ausführen eines Diffusionsbrennverfahrens und kann insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine sein.The internal combustion engine 100 is preferably used to carry out a diffusion combustion process and can in particular be a diesel internal combustion engine.

Die Brennkraftmaschine 100 umfasst eine zweckmäßig zentral angeordnete Einspritzdüse 20 zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls S. Bevorzugt ist die Einspritzdüse 20 als Mehrlocheinspritzdüse zur Ausgabe mehrerer Kraftstoff-Einspritzstrahlen S ausgebildet. Die Einspritzdüse 20 umfasst einen Schirmwinkel α5 zwischen 140° und 150°, vorzugsweise zwischen 144° und 146°.The internal combustion engine 100 includes an expediently centrally arranged injection nozzle 20 for outputting at least one fuel injection jet S. The injection nozzle 20 is preferably designed as a multi-hole injection nozzle for issuing several fuel injection jets S. The injection nozzle 20 comprises an umbrella angle α5 between 140° and 150°, preferably between 144° and 146°.

Ein Kolben 1 (insbesondere Hubkolben) ist in einer Aufnahmeeinrichtung 10 (z. B. Zylinder, Laufbuchse etc.) aufgenommen und zweckmäßig bewegbar, insbesondere hin- und herbewegbar.A piston 1 (in particular reciprocating piston) is accommodated in a receiving device 10 (e.g. cylinder, liner, etc.) and is expediently movable, in particular movable back and forth.

Der Kolben 1 umfasst eine Kolbenkontur mit einer Mulde 2, insbesondere einer Omega-Mulde, einem Mitteldom D und einem insbesondere konvexen Strahlteiler 3. Die Kolbenkontur ist zweckmäßig im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, sodass sich deren Teilabschnitte im Wesentlichen ringförmig um eine Mittelachse M der Aufnahmeeinrichtung 10 und/oder des Kolbens 1 erstrecken.The piston 1 comprises a piston contour with a trough 2, in particular an omega trough, a central dome D and a particularly convex beam splitter 3. The piston contour is expediently designed to be essentially rotationally symmetrical, so that its sections are essentially annular around a central axis M of the receiving device 10 and/or the piston 1 extend.

Der Kolben 1 weist einen oberen Totpunkt und einen unteren Totpunkt auf. Eine elektronische Steuereinrichtung kann zur Verfügung gestellt sein, um die Ausgabe des Einspritzstrahls S in einem Bereich zwischen z. B. 15° vor dem oberen Totpunkt und z. B. 20° nach dem oberen Totpunkt erfolgen zu lassen.The piston 1 has a top dead center and a bottom dead center. An electronic control device may be provided to control the output of the injection jet S in a range between z. B. 15° before top dead center and z. B. 20° after top dead center.

Die Brennkraftmaschine 100, insbesondere deren Kolben 1, kann eingerichtet sein, um eine partiell Kolbenkontur-geführte und somit insbesondere partiell wandgeführte Verbrennung (z. B. Diffusionsverbrennung) auszuführen, vorzugsweise so, dass in einer ersten Phase Kraftstoff und/oder eine innere Brennfront Xi und eine äußere Brennfront Xa auf der Kolbenkontur geführt (z. B. wandgeführt) werden und in einer zweckmäßig daran anschließenden zweiten Phase eine Diffusionsverbrennung ohne Kontakt (z. B. Wandkontakt) der inneren Brennfront Xi und der äußeren Brennfront Xa mit der Kolbenkontur erfolgt (siehe 5 bis 9).The internal combustion engine 100, in particular its piston 1, can be set up to carry out a partially piston contour-guided and thus in particular partially wall-guided combustion (e.g. diffusion combustion), preferably in such a way that in a first phase fuel and/or an internal combustion front Xi and an outer combustion front please refer 5 until 9 ).

Alternativ oder ergänzend kann der Strahlteiler 3, vorzugsweise eine Gipfelkontur 3.1 des Strahlteilers 3, und der Einspritzstrahl S, insbesondere eine Mittelachse E des Einspritzstrahls S, zueinander ausgerichtet sein, um eine Aufteilung des Einspritzstrahls S und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls S in eine zweckmäßig größere innere Brennfront Xi und eine zweckmäßig kleinere äußere Brennfront Xa zu erzielen, insbesondere so, dass der Einspritzstrahl S und/oder die Brennfront des Einspritzstrahls S in eine größere innere Brennfront Xi und eine kleinere äußere Brennfront Xa aufgeteilt werden kann (siehe 5 bis 9). In einer ersten Phase kann Kraftstoff und/oder die innere Brennfront Xi und die äußere Brennfront Xa auf der Kolbenkontur geführt (z. B. wandgeführt) werden und in einer zweiten Phase kann eine Diffusionsverbrennung ohne Kontakt (z. B. Wandkontakt) der inneren Brennfront Xi und der äußeren Brennfront Xa mit der Kolbenkontur erfolgen.Alternatively or additionally, the jet splitter 3, preferably a peak contour 3.1 of the jet splitter 3, and the injection jet S, in particular a central axis E of the injection jet S, can be aligned with one another in order to expediently divide the injection jet S and/or a combustion front of the injection jet S into one larger inner combustion front Xi and an expediently smaller outer combustion front Xa, in particular so that the injection jet S and / or the combustion front of the injection jet S can be divided into a larger inner combustion front Xi and a smaller outer combustion front Xa (see 5 until 9 ). In a first phase, fuel and/or the inner combustion front Xi and the outer combustion front Xi and the outer combustion front Xa with the piston contour.

In der ersten Phase, insbesondere kurz vor deren Beendigung, kann eine Ablösung der äußeren Brennfront Xa und/oder der inneren Brennfront Xi von der Kolbenkontur erfolgen.In the first phase, in particular shortly before its end, the outer combustion front Xa and/or the inner combustion front Xi can be separated from the piston contour.

Eine Ablösung der äußeren Brennfront Xa von der Kolbenkontur kann durch eine Ablenkung mittels eines Muldenauslaufs A und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens 1 erfolgen, wodurch z. B. ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entsteht und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen kann.A separation of the outer combustion front B. a negative pressure area is created on the piston contour and unburned air can flow into the negative pressure area.

Eine Ablösung der inneren Brennfront Xi von der Kolbenkontur kann durch eine Ablenkung mittels des Mitteldoms D und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens 1 erfolgen, wodurch z. B. ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entsteht und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen kann.The inner combustion front Xi can be separated from the piston contour by deflection by means of the central dome D and by a downward movement of the piston 1, whereby z. B. a negative pressure area is created on the piston contour and unburned air can flow into the negative pressure area.

Die Aufteilung des Einspritzstrahls S und/oder dessen Brennfront kann z. B. im Wesentlichen 51% bis 54% innere Brennfront Xi und im Wesentlichen 49% bis 46% äußere Brennfront Xa betragen, vorzugsweise im Wesentlichen 52° innere Brennfront Xi und im Wesentlichen 48% äußere Brennfront Xa.The division of the injection jet S and/or its combustion front can, for. B. substantially 51% to 54% inner focal front Xi and substantially 49% to 46% outer focal front Xa, preferably substantially 52° inner focal front Xi and substantially 48% outer focal front Xa.

Die Aufnahmeeinrichtung 10 weist einen Innendurchmesser Db auf, der zweckmäßig als Bezugsgröße („100%“) für die anderen hierin offenbarten Durchmesser dienen kann.The receiving device 10 has an inner diameter Db, which can conveniently serve as a reference (“100%)” for the other diameters disclosed herein.

Die Gipfelkontur 3.1 des Strahlteilers 3 umfasst einen Gipfelkonturdurchmesser Dg, dessen Größe zweckmäßig zwischen 44% und 58% des Innendurchmessers Db der Aufnahmeeinrichtung 10 beträgt.The peak contour 3.1 of the beam splitter 3 includes a peak contour diameter Dg, the size of which is expediently between 44% and 58% of the inside diameter Db of the receiving device 10.

Der Strahlteiler 3 umfasst einen Strahlteilerauslauf B und einen Hinterschnitt.The beam splitter 3 includes a beam splitter outlet B and an undercut.

Der Strahlteiler 3, insbesondere der Strahlteilerauslauf B, umfasst einen Anstellwinkel α2 zwischen 9° und 13°, vorzugsweise zwischen 10° und 12°. Der Strahlteiler 3 kann einen Formradius R1 (z. B. Krümmungsradius) zwischen 2mm und 3mm aufweisen, vorzugsweise zwischen 2.3mm und 2.7mm.The beam splitter 3, in particular the beam splitter outlet B, comprises an angle of attack α2 between 9° and 13°, preferably between 10° and 12°. The beam splitter 3 can have a shape radius R1 (e.g. radius of curvature) between 2mm and 3mm, preferably between 2.3mm and 2.7mm.

Der Hinterschnitt kann einen Hinterschnittwinkel α3 zwischen 62° und 66° aufweisen, insbesondere zwischen 63° und 65°.The undercut can have an undercut angle α3 between 62° and 66°, in particular between 63° and 65°.

Der Mitteldom D weist einen Mitteldomwinkel α4 zwischen 92° und 100° auf, insbesondere zwischen 95° und 97°, und einen Formradius R3 (z. B. Krümmungsradius) zwischen 16mm und 20mm, insbesondere zwischen 17mm und 19mm.The center dome D has a center dome angle α4 between 92° and 100°, in particular between 95° and 97°, and a shape radius R3 (e.g. radius of curvature) between 16mm and 20mm, in particular between 17mm and 19mm.

Die Mulde 2 umfasst eine Innenmulde C.The trough 2 includes an inner trough C.

Die Innenmulde C weist einen Formradius R2 (z. B. Krümmungsradius) zwischen 5mm und 8mm auf, insbesondere zwischen 5.5mm und 6.5mm, und einen Innenmuldendurchmesser Di, dessen Größe zwischen 48% und 54% des Innendurchmessers Db der Aufnahmeeinrichtung 10 beträgt.The inner trough C has a shape radius R2 (e.g. radius of curvature) between 5mm and 8mm, in particular between 5.5mm and 6.5mm, and an inner trough diameter Di, the size of which is between 48% and 54% of the inner diameter Db of the receiving device 10.

Die Mulde 2 umfasst einen Muldenauslauf A, z. B. mit einem Anstellwinkel α1 zwischen 23° und 27°, insbesondere zwischen 24° und 26°.The trough 2 includes a trough outlet A, e.g. B. with an angle of attack α1 between 23° and 27°, in particular between 24° and 26°.

Die Mulde 2 kann einen Muldenaußendurchmesser Da aufweisen, dessen Größe zwischen 80% und 90% des Innendurchmessers Db der Aufnahmeeinrichtung 10 beträgt.The trough 2 can have a trough outside diameter Da, the size of which is between 80% and 90% of the inside diameter Db of the receiving device 10.

Zwischen dem Strahlteilerauslauf B und dem Muldenauslauf A kann ein Knick oder Absatz K ausgebildet sein. Der Knick oder Absatz K kann einen Durchmesser Dm aufweisen, dessen Größe zwischen 55% und 65% des Innendurchmessers Db der Aufnahmeeinrichtung 10 beträgt.A bend or shoulder K can be formed between the beam splitter outlet B and the trough outlet A. The bend or shoulder K can have a diameter Dm, the size of which is between 55% and 65% of the inner diameter Db of the receiving device 10.

In Axialrichtung der Aufnahmeeinrichtung 10 und/oder des Kolbens 1 ist ein Gipfel des Mitteldoms D höher positioniert als der Strahlteiler 3 und/oder als der Knick oder Absatz K zwischen dem Strahlteilerauslauf B und dem Muldenauslauf A.In the axial direction of the receiving device 10 and/or the piston 1, a peak of the central dome D is positioned higher than the beam splitter 3 and/or than the bend or shoulder K between the beam splitter outlet B and the trough outlet A.

4 zeigt eine andere Schnittansicht der Brennkraftmaschine 100 der 1 bis 3. 4 shows another sectional view of the internal combustion engine 100 1 until 3 .

4 zeigt insbesondere eine Einlasseinrichtung 30 (z. B. zumindest ein Einlassventil), um ein Einströmprofil P (insbesondere ein Luft- oder Gas-Einströmprofil) mit einem Drall und (insbesondere zur Mittelachse M der Aufnahmeeinrichtung 10 und/oder des Kolbens 1) schräg ausgerichteter Drallachse F zu erzeugen. Die Drallachse F kann z. B. zweckmäßig auf den Strahlteiler 3 gerichtet sein. 4 shows in particular an inlet device 30 (e.g. at least one inlet valve) around an inflow profile P (in particular an air or gas inflow profile) with a swirl and (in particular to the central axis M of the receiving device 10 and / or the piston 1) obliquely aligned To generate twist axis F. The twist axis F can z. B. expediently be directed towards the beam splitter 3.

Die 5 bis 9 illustrieren ein mittels der Brennkraftmaschine 100 ausführbares Brennverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.The 5 until 9 illustrate a combustion process that can be carried out using the internal combustion engine 100 according to an exemplary embodiment of the invention.

Das Brennverfahren gliedert sich in zwei Phasen, nämlich eine erste Phase und eine zweckmäßig daran anschließende zweite Phase.The combustion process is divided into two phases, namely a first phase and an expediently subsequent second phase.

In der ersten Phase erfolgt eine Kolbenkontur-geführte und somit insbesondere wandgeführte Verbrennung an der Kolbenkontur (insbesondere Auftreffen des zumindest einen Einspritzstrahls S auf den Strahlteiler 3 und anschließendes Führen des Kraftstoffes und/oder dessen Brennfront (z. B. der inneren Brennfront Xi und der äußeren Brennfront Xa) an der Kolbenkontur).In the first phase, a piston contour-guided and thus in particular wall-guided combustion takes place on the piston contour (in particular the impact of the at least one injection jet S on the jet splitter 3 and subsequent guidance of the fuel and/or its combustion front (e.g. the inner combustion front Xi and the outer combustion front Xa) on the piston contour).

In der zweiten Phasen erfolgt eine Diffusionsverbrennung ohne Kolbenkontur-Kontakt und somit insbesondere ohne Wandkontakt, insbesondere durch gezielte Ablösung der inneren Brennfront Xi und der äußeren Brennfront Xa von der Kolbenkontur.In the second phase, diffusion combustion takes place without piston contour contact and therefore in particular without wall contact, in particular through targeted separation of the inner combustion front Xi and the outer combustion front Xa from the piston contour.

Die erste Phase und die zweite Phase bilden das partiell Kolbenkontur- und/oder Wand-geführte Brennverfahren, insbesondere Diffusionsbrennverfahren.The first phase and the second phase form the partially piston contour and/or wall-guided combustion process, in particular diffusion combustion process.

Die Kraftstoff-Einspritzung erfolgt vorzugsweise im Bereich 15° vor dem oberem Totpunkt bis 20° nach dem oberem Totpunkt.The fuel injection preferably takes place in the range 15° before top dead center to 20° after top dead center.

In der ersten Phase der Einspritzung trifft der Einspritzstrahl S auf den Strahlteiler 3. Der Einspritzstrahl S und der Strahlteiler 3 sind so zueinander ausgerichtet, dass eine Aufteilung des Einspritzstrahls S zwischen der inneren (z. B. 52%) und äußeren (z. B. 48%) Brennfront Xi, Xa gewährleistet ist (siehe 5), insbesondere um eine größere innere Brennfront Xi und eine demgegenüber kleinere äußere Brennfront Xa zu erzeugen. Der Strahlteiler 3, vorzugsweise dessen Gipfelkontur 3.1, befindet sich dabei z. B. im Bereich 48% bis 54% des Innendurchmessers Db.In the first phase of the injection, the injection jet S hits the jet splitter 3. The injection jet S and the jet splitter 3 are aligned with one another in such a way that the injection jet S is divided between the inner (e.g. 52%) and outer (e.g . 48%) focal front Xi, Xa is guaranteed (see 5 ), in particular to produce a larger inner focal front Xi and a smaller outer focal front Xa. The beam splitter 3, preferably its peak contour 3.1, is located z. B. in the range 48% to 54% of the inner diameter Db.

Die äußere Brennfront Xa wird dann über den Muldenauslauf A Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 (z. B. Zylinderkopf oder Laufbuchsenkopf) gelenkt. Hierbei ist der Muldenauslauf A sehr weit nach außen gezogen, um eine lange Ablösefront zu erreichen, damit der Impuls der Brennfront Xa Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 möglichst klein bleibt.The outer combustion front Xa is then directed via the trough outlet A towards the head of the receiving device 10 (e.g. cylinder head or liner head). Here, the trough outlet A is pulled very far outwards in order to achieve a long separation front, so that the impulse of the burning front Xa towards the head of the recording device 10 remains as small as possible.

Ein Ablösen der Brennfront Xa erfolgt durch die Ablenkung der Brennfront Xa und eine Kolbenabwärtsbewegung. Dadurch, dass sich der Kolben 1 nach unten bewegt, jedoch die Brennfront Xa einen Impuls nach oben hat, entsteht ein Unterdruck an der Kolbenkontur, wodurch nicht verbrannte Luft in diesen Bereich strömt.A separation of the combustion front Xa occurs due to the deflection of the combustion front Xa and a downward piston movement. Because the piston 1 moves downward, but the combustion front Xa has an upward momentum, a negative pressure is created on the piston contour, which means that unburned air flows into this area.

Die innere Brennfront Xi wird über die Mulde 2, insbesondere den Mitteldom D, so geführt, dass sie Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 gelenkt wird. Über den Mitteldom D wird in Kombination mit der Kolbenabwärtsbewegung ein Ablösen der Brennfront Xi von der Kolbenkontur Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 erreicht (siehe 8).The inner focal front Xi is guided over the trough 2, in particular the central dome D, in such a way that it is directed towards the head of the receiving device 10. Via the central dome D, in combination with the downward piston movement, the combustion front Xi is separated from the piston contour towards the head of the receiving device 10 (see 8th ).

Ab diesem Zeitpunkt beginnt die Diffusionsverbrennung ohne weiteren Kolbenkontur- und/oder Wandkontakt der inneren und äußeren Brennfront Xi, Xa (siehe 9).From this point onwards, diffusion combustion begins without further piston contour and/or wall contact of the inner and outer combustion fronts Xi, Xa (see 9 ).

Durch die Lage und/oder Ausformung des Strahlteilers 3 wird gewährleistet, dass eine innere und eine äußere Verbrennung sich während der Diffusionsphase vorteilhaft gegenseitig minimal beeinflussen. Dies umfasst sowohl die radiale Lage, die für beide Bereiche ausreichend Volumen gewährleistet, als auch die Lage des Strahlteilers 3 zur Mittelachse E des Einspritzstrahls S, die die Mengenaufteilung des Kraftstoffs bestimmt.The position and/or shape of the beam splitter 3 ensures that internal and external combustion advantageously minimally influence each other during the diffusion phase. This includes both the radial position, which ensures sufficient volume for both areas, and the position of the jet splitter 3 relative to the central axis E of the injection jet S, which determines the quantity distribution of the fuel.

Der Mitteldom D kann zweckmäßig optimiert ausgestaltet sein, um eine definierte Ablösung der inneren Brennfront Xi von der Kolbenmulde Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 zu erreichen.The central dome D can be designed to be expediently optimized in order to achieve a defined separation of the inner combustion front Xi from the piston recess towards the head of the receiving device 10.

Der Strahlteiler 3 kann zweckmäßig optimiert ausgestaltet sein, um eine optimale Aufteilung des Einspritzstrahls S und/oder dessen Brennfront zwischen der inneren (z. B. ungefähr 52%) und äußeren (z. B. ungefähr 48%) Brennfront Xi, Xa zu gewährleisten.The beam splitter 3 can be designed to be expediently optimized in order to ensure an optimal division of the injection jet S and/or its combustion front between the inner (e.g. approximately 52%) and outer (e.g. approximately 48%) combustion fronts Xi, Xa .

Der angestellte Muldenauslauf A kann einen zweckmäßig optimierten Anstellwinkel α1 aufweisen, um die Ablösung der äußeren Brennfront Xa Richtung Kopf und/oder Mitte der Aufnahmeeinrichtung 10 zu erreichen.The trough outlet A can have a suitably optimized angle of attack α1, in order to achieve the separation of the outer focal front Xa towards the head and/or center of the recording device 10.

Der Muldenauslauf A ist möglichst lang gestaltet, um eine breite Ablösefront Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 zu erreichen. Hierdurch wird ein reduzierter Impuls Richtung Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 generiert, was eine deutlich reduzierte Wärmebelastung für den Kopf der Aufnahmeeinrichtung 10 bedeutet.The trough outlet A is designed to be as long as possible in order to achieve a wide release front towards the head of the receiving device 10. This generates a reduced impulse towards the head of the recording device 10, which means a significantly reduced heat load for the head of the recording device 10.

Zur allgemeinen Funktionsweise der Brennkraftmaschine 100:

Ein niedriges Drallniveau führt zu geringerem Wärmeübergang an der Aufnahmeeinrichtung 10 (z. B. Laufbuchse oder Zylinder) während des Kompressions- und Expansionstaktes.

Regarding the general functioning of the internal combustion engine 100:

A low swirl level leads to less heat transfer to the receiving device 10 (e.g. liner or cylinder) during the compression and expansion cycle.

Die Strömungsbeiwerte konnten hierdurch optimiert werden, um die Ladungswechselarbeit zu verbessern.This made it possible to optimize the flow coefficients in order to improve the gas exchange work.

Das niedrige Drallniveau bedingt eine reduzierte Ladungsbewegung im Verbrennungs-OT (OT: oberer Totpunkt). Dies würde zu einer verlangsamten Wärmefreisetzung und damit zu einem schlechteren Wirkungsgrad führen.The low swirl level causes reduced charge movement at combustion TDC (TDC: top dead center). This would lead to slower heat release and thus poorer efficiency.

Um die fehlende Ladungsbewegung im Verbrennungs-OT vorteilhaft zu kompensieren, besitzt das Einströmprofil P die schräg stehende Drallachse F. Diese führt während der Kompression vorteilhaft zu einer Erhöhung der Turbulenz und kompensiert die fehlende Drallbewegung.In order to advantageously compensate for the missing charge movement at combustion TDC, the inflow profile P has the oblique swirl axis F. This advantageously leads to an increase in turbulence during compression and compensates for the missing swirl movement.

Die Offenbarung zur Brennkraftmaschine gilt zweckmäßig auch für das Brennverfahren und umgekehrt.The disclosure regarding the internal combustion engine also applies to the combustion process and vice versa.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.The invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope of protection. In addition, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the referenced features and claims.

BezugszeichenlisteReference symbol list

R1R1: Formradius StrahlteilerShape radius beam splitter
R2R2: Formradius InnenmuldeForm radius of inner trough
R3R3: Formradius MitteldomForm radius of the central dome
α1α1: Anstellwinkel MuldenauslaufAngle of trough outlet
α2α2: Anstellwinkel StrahlteilerAngle of attack beam splitter
α3α3: Winkel HinterschnittAngle undercut
α4α4: Winkel MitteldomCentral cathedral angle
α5α5: Schirmwinkel EinspritzdüseScreen angle injector
DbDb: Innendurchmesser AufnahmeeinrichtungInner diameter recording device
DaThere: Außendurchmesser MuldeOuter diameter trough
DmDm: Durchmesser Absatz oder KnickDiameter of heel or bend
DiTue: InnenmuldendurchmesserInner trough diameter
DgDg: Durchmesser Gipfelkontur des StrahlteilersDiameter peak contour of the beam splitter
AA: MuldenauslaufTrough outlet
Bb: StrahlteilerauslaufBeam splitter outlet
CC: InnenmuldeInterior trough
DD: MitteldomMiddle Cathedral
EE: Mittelachse EinspritzstrahlCentral axis of injection jet
FF: DrallachseSwirl axis
KK: Knick oder Absatzcrease or heel
MM: Mittelachse Aufnahmeeinrichtung und/oder KolbenCentral axis receiving device and/or piston
PP: Einströmprofil, vorzugsweise Gas- oder LufteinströmprofilInflow profile, preferably gas or air inflow profile
SS: Einspritzstrahl, insbesondere Kraftstoff-EinspritzstrahlInjection jet, especially fuel injection jet
XiXi: innere Brennfrontinner burning front
XaXa: äußere Brennfrontexternal burning front
11: KolbenPistons
22: Muldetrough
33: StrahlteilerBeam splitter
3.13.1: Gipfelkontur des StrahlteilersPeak contour of the beam splitter
1010: AufnahmeeinrichtungReception facility
2020: Einspritzdüseinjector
3030: Einlasseinrichtung, insbesondere EinlassdüseInlet device, in particular inlet nozzle
100100: BrennkraftmaschineInternal combustion engine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102018123275 A1 [0002]DE 102018123275 A1 [0002]
DE 112008002527 T5 [0002]DE 112008002527 T5 [0002]

Claims

Brennkraftmaschine (100), vorzugsweise zum Ausführen eines Diffusionsbrennverfahrens, mit: - einer Einspritzdüse (20) zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls (S), - einem Kolben (1) mit einer Kolbenkontur, die eine Mulde (2), einen Mitteldom (D) und einen Strahlteiler (3) umfasst, und - einer Aufnahmeeinrichtung (10), in der der Kolben (1) aufgenommen ist und die einen Innendurchmesser (Db) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Brennkraftmaschine (100) eingerichtet ist, um eine partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung, vorzugsweise Diffusionsverbrennung, auszuführen, und/oder - der Strahlteiler (3), vorzugsweise eine Gipfelkontur (3.1) des Strahlteilers (3), und der Einspritzstrahl (S) zueinander ausgerichtet sind, um eine Aufteilung des Einspritzstrahls (S) und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls (S) in eine innere Brennfront (Xi) und eine äußere Brennfront (Xa) zu erzielen, wobei die innere Brennfront (Xi) größer ist als die äußere Brennfront (Xa).Internal combustion engine (100), preferably for carrying out a diffusion combustion process, with: - an injection nozzle (20) for issuing at least one fuel injection jet (S), - a piston (1) with a piston contour which has a trough (2), a central dome ( D) and a beam splitter (3), and - a receiving device (10) in which the piston (1) is accommodated and which has an inner diameter (Db), characterized in that - the internal combustion engine (100) is set up to to carry out a partial piston contour-guided combustion, preferably diffusion combustion, and/or - the jet splitter (3), preferably a peak contour (3.1) of the jet splitter (3), and the injection jet (S) are aligned with one another in order to divide the injection jet ( S) and/or a combustion front of the injection jet (S) into an inner combustion front (Xi) and an outer combustion front (Xa), the inner combustion front (Xi) being larger than the outer combustion front (Xa).

Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gipfelkontur (3.1) des Strahlteilers (3) einen Gipfelkonturdurchmesser (Dg) umfasst, dessen Größe zwischen 44% und 58%, zwischen 46% und 56% oder zwischen 48% und 54% des Innendurchmessers (Db) der Aufnahmeeinrichtung (10) beträgt.Internal combustion engine (100). Claim 1 , characterized in that a peak contour (3.1) of the beam splitter (3) comprises a peak contour diameter (Dg), the size of which is between 44% and 58%, between 46% and 56% or between 48% and 54% of the inside diameter (Db). Recording device (10) is.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung - im Wesentlichen 51% bis 54% innere Brennfront (Xi) und im Wesentlichen 49% bis 46% äußere Brennfront (Xa) beträgt, - im Wesentlichen 51% bis 53% innere Brennfront (Xi) und im Wesentlichen 49% bis 47% äußere Brennfront (Xa) beträgt, - im Wesentlichen 51% bis 52% innere Brennfront (Xi) und im Wesentlichen 49% bis 48% äußere Brennfront (Xa) beträgt, oder - im Wesentlichen 52% innere Brennfront (Xi) und im Wesentlichen 48% äußere Brennfront (Xa) beträgt.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution is - essentially 51% to 54% inner combustion front (Xi) and essentially 49% to 46% outer combustion front (Xa), - essentially 51% to 53% inner focal front (Xi) and essentially 49% to 47% outer focal front (Xa), - essentially 51% to 52% inner focal front (Xi) and essentially 49% to 48% outer focal front (Xa), or - essentially 52% inner focal front (Xi) and essentially 48% outer focal front (Xa).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (3) einen Anstellwinkel (a2) zwischen 7° und 15°, zwischen 9° und 13° oder zwischen 10° und 12° aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam splitter (3) has an angle of attack (a2) between 7° and 15°, between 9° and 13° or between 10° and 12°.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (3) einen Formradius (R1) zwischen 1.8mm und 3.2mm, zwischen 2mm und 3mm oder zwischen 2.3mm und 2.7mm aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam splitter (3) has a shape radius (R1) between 1.8mm and 3.2mm, between 2mm and 3mm or between 2.3mm and 2.7mm.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (3) einen Hinterschnitt mit einem Hinterschnittwinkel (α3) zwischen 60° und 68°, zwischen 62° und 66° oder zwischen 63° und 65° aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam splitter (3) has an undercut with an undercut angle (α3) between 60° and 68°, between 62° and 66° or between 63° and 65°.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteldom (D) einen Mitteldomwinkel (α4) zwischen 90° und 102°, zwischen 92° und 100° oder zwischen 95° und 97° aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the center dome (D) has a center dome angle (α4) between 90° and 102°, between 92° and 100° or between 95° and 97°.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteldom (D) einen Formradius (R3) zwischen 15mm und 21mm, zwischen 16mm und 20mm oder zwischen 17mm und 19mm aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the central dome (D) has a shape radius (R3) between 15mm and 21mm, between 16mm and 20mm or between 17mm and 19mm.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (2) als eine Omega-Mulde ausgebildet ist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the trough (2) is designed as an omega trough.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (2) eine Innenmulde (C) aufweist - mit einem Formradius (R2) zwischen 4mm und 9mm, zwischen 5mm und 8mm oder zwischen 5.5mm und 6.5mm, und/oder - mit einem Innenmuldendurchmesser (Di), dessen Größe zwischen 46% und 56%, zwischen 48% und 54% oder zwischen 48% und 50% des Innendurchmessers (Db) der Aufnahmeeinrichtung (10) beträgt.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the trough (2) has an inner trough (C) - with a shape radius (R2) between 4mm and 9mm, between 5mm and 8mm or between 5.5mm and 6.5mm, and /or - with an inner trough diameter (Di), the size of which is between 46% and 56%, between 48% and 54% or between 48% and 50% of the inner diameter (Db) of the receiving device (10).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (2) einen Muldenauslauf (A) aufweist, vorzugsweise mit einem Anstellwinkel (α1) zwischen 21° und 29°, zwischen 23° und 27° oder zwischen 24° und 26°.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the trough (2) has a trough outlet (A), preferably with an angle of attack (α1) between 21° and 29°, between 23° and 27° or between 24° and 26°.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (2) einen Muldenaußendurchmesser (Da) aufweist, dessen Größe zwischen 78% und 92%, zwischen 80% und 90% oder zwischen 82% und 84% des Innendurchmessers (Db) der Aufnahmeeinrichtung (10) beträgt.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the trough (2) has a trough outside diameter (Da), the size of which is between 78% and 92%, between 80% and 90% or between 82% and 84% of the inside diameter (Db) of the recording device (10).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Strahlteilerauslauf (B) des Strahlteilers (3) und einem Muldenauslauf (A) ein Knick oder Absatz (K) mit einem Durchmesser (Dm) ausgebildet ist, dessen Größe zwischen 53% und 67%, zwischen 55% und 65% oder zwischen 60% und 62% des Innendurchmessers (Db) der Aufnahmeeinrichtung (10) beträgt.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that between a beam splitter outlet (B) of the beam splitter (3) and a trough outlet (A) there is a bend or shoulder (K) with a diameter ser (Dm) is formed, the size of which is between 53% and 67%, between 55% and 65% or between 60% and 62% of the inner diameter (Db) of the receiving device (10).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (20) - zentrisch angeordnet ist, - als Mehrlocheinspritzdüse ausgebildet ist, und/oder - einen Schirmwinkel (α5) zwischen 140° und 150°, zwischen 142° und 148° oder zwischen 144° und 146° aufweist.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection nozzle (20) - is arranged centrally, - is designed as a multi-hole injection nozzle, and / or - an umbrella angle (α5) between 140 ° and 150 °, between 142 ° and 148° or between 144° and 146°.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) einen oberen Totpunkt und einen unteren Totpunkt aufweist und dass eine Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt ist, die eingerichtet ist, um die Ausgabe des Einspritzstrahls (S) in einem Bereich zwischen 15° vor dem oberen Totpunkt und 20° nach dem oberen Totpunkt erfolgen zu lassen.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (1) has a top dead center and a bottom dead center and that a control device is provided which is set up to output the injection jet (S) in one Range between 15° before top dead center and 20° after top dead center.

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (100) und/oder der Kolben (1) eingerichtet ist, um die partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung auszuführen, sodass in einer ersten Phase Kraftstoff und/oder eine innere Brennfront (Xi) und eine äußere Brennfront (Xa) auf der Kolbenkontur geführt werden und in einer zweiten Phase eine Diffusionsverbrennung ohne Kontakt der inneren Brennfront (Xi) und der äußeren Brennfront (Xa) mit der Kolbenkontur erfolgt.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (100) and / or the piston (1) is set up to carry out the partial piston contour-guided combustion, so that in a first phase fuel and / or an internal Combustion front (Xi) and an outer combustion front (Xa) are guided on the piston contour and in a second phase diffusion combustion takes place without contact of the inner combustion front (Xi) and the outer combustion front (Xa) with the piston contour.

Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase und/oder die zweite Phase eine Kompressions-Phase des Kolbens (1) umfasst.Internal combustion engine (100). Claim 16 , characterized in that the first phase and/or the second phase comprises a compression phase of the piston (1).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Brennfront (Xi) und/oder die äußere Brennfront (Xa) einen Kopf und/oder eine Seitenwand der Aufnahmeeinrichtung (10) nicht erreicht.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner combustion front (Xi) and/or the outer combustion front (Xa) does not reach a head and/or a side wall of the receiving device (10).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (100) eine Einlasseinrichtung (30) aufweist, die eingerichtet ist, um ein Einströmprofil (P) mit einem Drall und schräg ausgerichteter Drallachse (F) zu erzeugen.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (100) has an inlet device (30) which is set up to generate an inflow profile (P) with a swirl and an obliquely aligned swirl axis (F).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung der Aufnahmeeinrichtung (10) und/oder des Kolbens (1) ein Gipfel des Mitteldoms (D) höher positioniert ist als der Strahlteiler (3) und/oder als ein Knick oder Absatz (K) zwischen einem Strahlteilerauslauf (B) und einem Muldenauslauf (A).Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the axial direction of the receiving device (10) and/or the piston (1), a peak of the central dome (D) is positioned higher than the beam splitter (3) and/or than a Bend or shoulder (K) between a beam splitter outlet (B) and a trough outlet (A).

Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenkontur rotationsymmetrisch ausgebildet ist und/oder die Mulde (2), die Innenmulde (C), der Strahlteiler (3), die Gipfelkontur (3.1) des Strahlteilers (3), der Strahlteilerauslauf (B), der Muldenauslauf (A), der Hinterschnitt und/oder der Knick oder Absatz (K) ringförmig um eine Mittelachse (M) der Aufnahmeeinrichtung (10) und/oder des Kolbens (1) verläuft.Internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston contour is designed to be rotationally symmetrical and/or the trough (2), the inner trough (C), the beam splitter (3), the peak contour (3.1) of the beam splitter (3) , the beam splitter outlet (B), the trough outlet (A), the undercut and / or the bend or shoulder (K) runs in a ring around a central axis (M) of the receiving device (10) and / or the piston (1).

Brennverfahren, vorzugsweise ausgeführt mit einer Brennkraftmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, vorzugsweise Diffusionsbrennverfahren, mit: - einer Einspritzdüse (20) zur Ausgabe zumindest eines Kraftstoff-Einspritzstrahls (S), - einem Kolben (1) mit einer Kolbenkontur, die eine Mulde (2), einen Mitteldom (D) und einen Strahlteiler (3) umfasst, und - einer Aufnahmeeinrichtung (10), in der der Kolben (1) bewegt wird und die einen Innendurchmesser (Db) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - bei dem Brennverfahren eine partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung, insbesondere Diffusionsverbrennung, erfolgt, und/oder - der Strahlteiler (3), vorzugsweise eine Gipfelkontur (3.1) des Strahlteilers (3), und der Einspritzstrahl (S) so zueinander ausgerichtet sind, dass eine Aufteilung des Einspritzstrahls (S) und/oder einer Brennfront des Einspritzstrahls (S) in eine innere Brennfront (Xi) und eine äußere Brennfront (Xa) erfolgt, wobei die innere Brennfront (Xi) größer ist als die äußere Brennfront (Xa).Combustion method, preferably carried out with an internal combustion engine (100) according to one of the preceding claims, preferably diffusion combustion method, with: - an injection nozzle (20) for outputting at least one fuel injection jet (S), - a piston (1) with a piston contour which is a Trough (2), a central dome (D) and a beam splitter (3), and - a receiving device (10) in which the piston (1) is moved and which has an inner diameter (Db), characterized in that - at the combustion process, a partial piston contour-guided combustion, in particular diffusion combustion, takes place, and / or - the jet splitter (3), preferably a peak contour (3.1) of the jet splitter (3), and the injection jet (S) are aligned with one another in such a way that a division of the injection jet (S) and/or a combustion front of the injection jet (S) into an inner combustion front (Xi) and an outer combustion front (Xa), the inner combustion front (Xi) being larger than the outer combustion front (Xa).

Brennverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine partiell Kolbenkontur-geführte Verbrennung ausgeführt wird, sodass in einer ersten Phase Kraftstoff und/oder eine innere Brennfront (Xi) und eine äußere Brennfront (Xa) auf der Kolbenkontur geführt werden und in einer zweiten Phase eine Diffusionsverbrennung ohne Kontakt der inneren Brennfront (Xi) und der äußeren Brennfront (Xa) mit der Kolbenkontur erfolgt.Firing process Claim 22 , characterized in that a partial piston contour-guided combustion is carried out, so that in a first phase fuel and / or an inner combustion front (Xi) and an outer combustion front (Xa) are guided on the piston contour and in a second phase a diffusion combustion without contact the inner combustion front (Xi) and the outer combustion front (Xa) with the piston contour.

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase und/oder die zweite Phase während einer Kompressions-Phase des Kolbens (1) ausgeführt wird.Firing process according to one of the Claims 22 until 23 , characterized in that the first phase and/or the second phase is carried out during a compression phase of the piston (1).

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass - in der ersten Phase eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt und der Einspritzstrahl (S) auf den Strahlteiler (3) trifft, und/oder - in der zweiten Phase keine Kraftstoff-Einspritzung erfolgt.Firing process according to one of the Claims 23 until 24 , characterized in that - in the first phase, fuel injection takes place and the injection jet (S) hits the jet splitter (3), and / or - no fuel injection takes place in the second phase.

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in der ersten Phase, eine Ablösung der äußeren Brennfront (Xa) von der Kolbenkontur durch eine Ablenkung mittels des Muldenauslaufs (A) und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens (1) erfolgt, vorzugsweise wodurch ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entsteht und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen kann.Firing process according to one of the Claims 22 until 25 , characterized in that, in particular in the first phase, the outer combustion front (Xa) is separated from the piston contour by a deflection by means of the trough outlet (A) and by a downward movement of the piston (1), preferably resulting in a negative pressure area on the piston contour arises and burnt air cannot flow into the negative pressure area.

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in der ersten Phase, eine Ablösung der inneren Brennfront (Xi) von der Kolbenkontur durch eine Ablenkung mittels des Mitteldoms und durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens (1) erfolgt, vorzugsweise wodurch ein Unterdruckbereich an der Kolbenkontur entsteht und nicht verbrannte Luft in den Unterdruckbereich einströmen kann.Firing process according to one of the Claims 22 until 26 , characterized in that, in particular in the first phase, the inner combustion front (Xi) is separated from the piston contour by a deflection by means of the central dome and by a downward movement of the piston (1), preferably whereby a negative pressure area is created on the piston contour and not burned air can flow into the negative pressure area.

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Brennfront (Xi) und/oder die äußere Brennfront (Xa) einen Kopf und/oder eine Seitenwand der Aufnahmeeinrichtung (10) nicht erreicht.Firing process according to one of the Claims 22 until 27 , characterized in that the inner focal front (Xi) and/or the outer focal front (Xa) does not reach a head and/or a side wall of the receiving device (10).

Brennverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlasseinrichtung (30) ein Einströmprofil (P) mit einem Drall und schräg ausgerichteter Drallachse (F) erzeugt.Firing process according to one of the Claims 22 until 28 , characterized in that an inlet device (30) generates an inflow profile (P) with a swirl and obliquely aligned swirl axis (F).

Nutzfahrzeug, vorzugsweise Lastkraftwagen oder Omnibus, mit einer Brennkraftmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.Commercial vehicle, preferably a truck or bus, with an internal combustion engine (100) according to one of Claims 1 until 21 .