DE69817998T2 - Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung - Google Patents

Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, ausgerüstet mit einem Kolben vom Typ mit offener Verbrennungskammer, wobei Kraftstoff direkt in die Motorzylinder eingespritzt wird und durch einen elektrischen Funken gezündet wird, und insbesondere Techniken zum effektiven Aufrechterhalten einer starken Vertikalströmung für eine stabile Verbrennung (stabile geschichtete Ladungsverbrennung und stabile homogene Verbrennung) und die in der Lager ist, die Standfestigkeit des Motors (z. B. der Lebensdauer eines Kolbens) zu erhöhen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bisher sind verschiedene fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung vorgeschlagen und entwickelt worden, in die Kraftstoff direkt in die Motorzylinder eingespritzt worden ist.
  • Im Allgemeinen ist bei solchen fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung einer Verbrennungsart zwischen einer homogenen Verbrennungsart (einem Verbrennungsbetrieb mit Früheinspritzung), bei dem die Kraftstoff-Einspritzung früh in den Ansaughub erfolgt und ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt, und einem geschichteten Ladungsverbrennungsmotors umschaltbar (einem Verbrennungsbetrieb mit später Einspritzung), bei dem eine späte Kraftstoff-Einspritzung diesen Moment bis nahe des Endes des Verdichtungshubes verzögert, um ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen. Wie allgemein bekannt ist, wird das Umschalten zwischen diesen beiden Verbrennungsarten in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen bestimmt, wie z. B. Motordrehzahl und -last. Solcher Schichtladungs- oder geschichtete Verbrennungsbetrieb ist unter Betriebsbedingungen niedriger Motorlast wirksam, wo die Menge des eingespritzten Kraftstoffes verhältnismäßig niedrig ist. Im Gegensatz dazu besteht während des Betriebes unter hohen Motorlastbedingungen, wo die Kraftstoffmenge, die herausgesprüht wird, infolge der Anforderungen für größere Motorleistung und größeres Motorausgangsdrehmoment verhältnismäßig groß ist, eine geringere Anforderung für eine geschichtete Ladung und statt dessen ist es erforderlich, gleichmäßigere Luft/Kraftstoff-Gemischschichten zu bilden, insbesondere, um zu vermeiden, dass der Motor klopft. Eine solcher fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung ist in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-35429 oder in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-81651 gezeigt. Die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-35429 lehrt die Verwendung eines Wirbelsteuerungsventils, das eine Wirbelströmung durch Modulation der in den Zylinder geführten Gasbewegung erzeugt und den Bildungsbereich des Luft/Kraftstoff-Gemisches moduliert. Andererseits lehrt die japanische vorläufige Patentveröffentlichung Nr. 6-81651 die Verwendung von aufrechten, geraden Einlassöffnungen, die dazu dienen, wirksam die Ansaugluft, die in die Verbrennungskammer angesaugt wird, in eine Richtung einer gekrümmten Kolbenkopfoberseite zu lenken und den Ansaugluftstrom in eine strenge Umkehr-Fallströmung für eine stabile Verbrennung umzulenken. Bei den fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung nach den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 8-35429 und 6-81651 ist ein tiefe Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer in einer Kolbenoberseite (oder einem Kolbenkopf) ausgebildet. Die Kraftstoff-Einspritzung wird während des Verdichtungshubes ausgeführt, um die vorerwähnte Fallströmung oder Gegenfallströmung im Zylinder beizubehalten und anschließend trägt die Wirbelströmung (oder die Fallströmung) das Luft/Kraftstoff-Gemisch in die Nähe der Zündkerze. Im Ergebnis wird das fette Gemisch (ein leicht zündbares Gemisch) rund um die Zündkerze konzentriert und die Konzentration des fetten Gemisches wird während des Verdichtungshubes zuerst gezündet. Als zweites werden die umgebenden Luftschichten (magere oder ultra-magere Gemischschichten eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nahe einer Mager-Fehlzündungsgrenze) gezündet, die wenig Kraftstoff enthalten. Um eine gute geschichtete Verbrennung zu sichern (oder um wirksam das leicht zündbare Gemisch in der Nähe der Zündkerze zu konzentrieren), wird es nicht bevorzugt, die Kraftstoff-Einspritzung, eingespritzt von der Kraftstoff-Einspritzdüse während des Verdichtungshubes, inner halb der Verbrennungskammer während einer bestimmten Zeitdauer weit zu verteilen, während der Kraftstoff-Sprühnebel, der eingespritzt wird, in der Nähe der Zündkerze getragen wird. Aus den vorerwähnten Gründen ist in herkömmlichen fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit Di rekteinspritzung die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer in der Kolbenkrone so ausgebildet, dass die Mittelachse des Kolben-Schüsselhohlraumes weit gegenüber der Mittelachse des Kolbens in Richtung zu dem Einlassventil versetzt ist, derart, dass der Kolben-Schüsselhohlraum als ein verhältnismäßig tiefer und großer Hohlraum ausgebildet ist. Außerdem ist in den Motoren des Standes der Technik, gezeigt in den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 8-35429 und 6-81651, ein Sprühwinkel des Kraftstoffes, der durch das Einspritzventil eingespritzt wird, eng oder kleiner. Infolge solch eines kleinen Kraftstoff-Sprühwinkels neigt der Schwerpunkt des eingesprühten Kraftstoffes dazu, seitlich konzentriert zu sein, so dass eine unerwünscht erhöhte Sprühbenetzung (Sprühversatz) auftritt. Infolge der übermäßig erhöhten Sprühpenetrierung kann der Kraftstoff, der auf den Kolbenkopf auftrifft oder mit diesem zusammenstößt (d. h. mit der Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammerwandung oder der Wand der Schüsselhohlraumverbrennungskammer) und der von dieser reflektiert wird, sekundär auf der Zylinderwand während der homogenen Verbrennungsart beim Einlasshub auftreffen. Infolge solchen Auftreffens der Kraftstoff-Einspritzung mit engem Winkel auf dem Kolben-Schüsselhohlraum, besteht eine erhöhte Neigung für den ankommenden Kraftstoff, an der Wandung der Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer in Form eines Kraftstoff-Filmes anzuhaften und im Ergebnis könnte eine schnelle Karbonisation auftreten, so dass die Abgasemissions-Steuerleistung durch erhöhte Abgasemissionen, wie z. B. Rauch und teilchenförmiges Material und durch die Bildung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) beeinträchtigt werden kann. Es besteht die Möglichkeit, dass die erhöhten Sprühpenetration zu unerwünschten Ablagerungen im Motor führt. Die tiefe und große Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer führt zu einer Zunahme in der Gesamtoberfläche der Verbrennungskammer und somit zu erhöhten thermischen Verlusten. Außerdem beeinträchtigt der außermittige Kolben-Schüsselhohlraum eine Kolbenbalance des Kolbens vom Typ mit offener Verbrennung. Insbesondere während des Kaltstartvorganges besteht eine große Differenz zwischen einer thermischen Ausdehnungseffizienz des Motorzylinders und einer thermischen Ausdehnungseffizienz des Kolbens und somit leidet der Kolben häufig unter einer unerwünschten Klemmbewegung. Die Klemmbewegung des Kolbens, die während des Kaltstartvorganges auftritt, kann Geräusche und einen unsymmetrischen Kolbenverschleiß verursachen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die in der Lage ist, wirksam die Motorausgangsleistung im Niedriglastbereich ebenso wie im Hochlastbereich zu verbessern, während sowohl eine hohe geschichtete Verbrennungsstabilität und eine hohe homogene Verbrennungsstabilität realisiert werden sollen und auch die Motorstandfestigkeit erhöht werden soll.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die eine hohe Leistungsfähigkeit in der Beibehaltung einer guten Fallströmung (oder eine gute Vertikal-Wirbel-Fallströmungsleistung) zu und einer guten Bereitstellung einer kleinen sehr fetten Schicht eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in Richtung rund um die Zündkerze durch eine Verdichtungswirkung, verursacht durch eine starke Freiströmung während einer geschichteten Verbrennungsweise sicherzustellen.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die mit einer zentral angeordneten Zündkerze, mittig auf einer Deckenwand der Verbrennungskammer montiert ist und einer in der Mitte des Kolbens ausgebildeten Schüsselhohlraumverbrennungskammer, ausgebildet in dem mittleren Abschnitt des Kolbenkopfes, versehen ist, wobei der Motor in der Lage ist, einen thermischen Verlust zu vermindern und unerwünschte Geräusche und unsymmetrischen Kolbenverschleiß zu vermeiden und die Leistungsfähigkeit bei der Beibehaltung einer erhöhten Fallströmung beizubehalten und eine zwangsweise Trennung des Kraftstoff-Filmes, der an der Wandung der Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer anhaftet, mit einer starken Fallströmung, um so eine saubere stabile Verbrennung zu erreichen.
  • Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine elektronisch gesteuerte, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die mit einem elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystem ausgerüstet ist, wobei der Motor in der Lage ist, eine Verbrennungsstabilität einer geschichteten Ladung durch eine richtige Einwurfwirkung zu erhöhen, erhalten durch ein vollständiges Zusammenwirken der Fallströmung (tumble flow) im Zylinder und dem optimal gesteuerten zweiten Kraftstoff-Einspritzwinkel während eines geschichteten Verbrennungsbetriebes, und eine homogene Verbrennungsstabilität zu erhöhen und Abgasemissionen (Rauch, Teilchen, unverbrannte Kohlenwasserstoffe) und Ablagerungen des Motors zu vermindern durch Verminderung einer Einspritz-Durchdringung (Kraftstoff-Sprühweg) und eine gute Homogenisierung des Gemisches, beide erhalten durch das volle Zusammenwirken der starken Fallströmung im Zylinder und des optimal gesteuerten breiten Kraftstoff-Sprühwinkels während eines homogenen Verbrennungsbetriebes.
  • Um die vorerwähnten und weiteren Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, weist eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die zumindest in einem Verbrennungsbetrieb mit geschichteter Ladung betreibbar ist, bei dem die Kraftstoff-Einspritzung in einem Verdichtungshub ausgeführt wird, während eine Vertikal-Wirbel-Fallströmung einer angesaugten Luft verliehen wird, die durch eine Einlassöffnung in einer Verbrennungskammer angesaugt wird, einen Zylinderblock auf, der einen Zylinder besitzt, einen Kolben, der entlang eines Hubes in dem Zylinder bewegbar ist und der eine Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer in einem Kolbenkopf aufweist, einen Zylinderkopf, der auf dem Zylinderblock montiert ist, eine Zündkerze, die zentral in einer Mitte der Verbrennungskammer angeordnet ist und ein Kraftstoff-Einspritzventil, das an einem Seitenwandabschnitt der Verbrennungskammer und nahe eines Einlassventils in der Einlassöffnung zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer angeordnet ist. Die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer ist in dem Kolbenkopf ausgebildet, so dass der tiefste Abschnitt der Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer in der Mitte des Kolbenkopfes erhalten wird und die innere konkave Umfangswandoberfläche der Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer ist so konturiert, dass sie gekrümmt oder in einer Richtung einer Strömungslinie der vertikalen Wirbel-Fallströmung verläuft. Es wird bevorzugt, dass die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer einen kugelförmigen, schüsselartigen Hohlraum aufweist, der eine kreisförmige Öffnung aufweist, wobei der tiefste Abschnitt in einer Hohlraummitte desselben ausgebildet ist. Höchst vorzugsweise ist der kugelförmige, schüsselartige Hohlraum koaxial in Bezug auf die Mittelachse des Kolbens angeordnet. Um die Verbrennungsstabilität zu erhöhen, wird es bevorzugt, dass das Verhältnis eines Innendurchmessers der kreisförmigen Öffnung des kugelförmigen, schüsselartigen Hohlraumes zu einer Zylinderbohrung innerhalb eines Bereiches von 40% bis 80% festgelegt ist und das Verhältnis eines Krümmungsradius der konkaven Innenwandoberfläche des kugelförmigen, schüsselartigen Hohlraumes zur Zylinderbohrung innerhalb eines Bereiches von 20% bis 65% festgelegt ist.
  • Alternativ kann die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer ein scheibenfedernutartiger Hohlraum sein, der eine quadratische Öffnung hat und wobei der tiefste Abschnitt sich in einer Hohlraummitte desselben befindet. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Länge jeder der vier Seiten der quadratischen Öffnung des scheibenfedernutartigen Hohlraumes zur Zylinderbohrung innerhalb eines Bereiches von 40% bis 80% festgelegt und auch das Verhältnis eines Krümmungsradius des gerundeten Bodenwandabschnittes des scheibenfedernutartigen Hohlraumes zur Zylinderbohrung ist innerhalb eines Bereiches von 20% bis 65% festgelegt. Insbesondere kann die fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung eine Fallströmungs-Verstärkungsvorrichtung aufweisen, vorgesehen in einem Ansaugsystem. Die Fallströmungs-Verstärkungsvorrichtung kann ein teilweise absperrendes Ventil aufweisen, das in eine geschlossene Position bewegbar ist, um eine unter Hälfte der Einlassöffnung während des Verbrennungsbetriebes mit geschichteter Ladung abzusperren, und dass in eine offene Stellung bewegbar ist, um eine volle Fluidverbindung durch dieses hindurch während der homogenen Verbrennungsart bereitzustellen.
  • Alternativ kann die Fallströmungs-Verstärkungsvorrichtung einen kragenförmigen Wandabschnitt aufweisen, verbunden mit der Rückseite des Ventilkopfabschnittes des Einlassventils, so dass der kragenförmige Wandabschnitt sich in Umfangsrichtung über die untere Hälfte des Ventilkopfabschnittes erstreckt. Außerdem wird es zum Erhöhen der verschiedenen Sprühcharakteristika, nämlich der Spitzendurchdringung (Kraftstoff-Sprühdurchdringung), des Sprüh-/Wandungs-Auftreffens, der Luft/Kraftstoff-Mischung und der Bildung einer gesteuerten Luft/Kraftstoff-Gemischschicht, bevorzugt, dass das Kraftstoff-Einspritzventil eine Weitwinkel-Einspritzdüse mit einem Kraftstoff-Sprühwinkel im Bereich von 70 bis 90 Grad besitzt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Längsschnittdarstellung, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zeigt, die einen Kolben aufweist, der mit einem kugelförmigen, schüsselartigen Kolbenhohlraum versehen ist.
  • 2 ist eine Draufsicht des Kolbens des Motors nach dem ersten Ausführungsform, mit einer verbesserten kugelförmigen, schüsselartig im Kolben ausgebildeten Verbrennungskammeranordnung.
  • 3 ist eine perspektivische Darstellung, die den Kolbenkopfabschnitt des Motors nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
  • 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Verbrennungsstabilität und einem Verhältnis (d/D) eines Innendurchmessers (d) der kreisförmigen Öffnung des Kolben-Schüsselhohlraumes zu einer Zylinderbohrung (D) zeigt.
  • 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Stärke der Fallströmung nahe des oberen Todpunktes (d. h. eine Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung) und ein Verhältnis (R/D) des Krümmungsradius (R) des gekrümmten, ausgesparten Abschnittes des Kolben-Schüsselhohlraumes zur Zylinderbohrung (D) zeigt.
  • 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Verbrennungsstabilität und einem Sprühwinkel eines kegelförmigen Kraftstoff-Strahles, der eingespritzt wird, zeigt.
  • 7 ist eine Längsschnittdarstellung, die ein zweites Ausführungsbeispiel einer fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zeigt, die einen Kolben aufweist, der mit einem scheibenfedernutartigen Kolben-Schüsselhohlraum versehen ist.
  • 8 ist eine Draufsicht eines Kolbens des Motors nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, der eine verbesserte scheibenfedernutartige, im Kolben schüsselartig ausgebildete Verbrennungskammerstruktur aufweist.
  • 9 ist eine perspektivische Darstellung, die den Kolbenkopfabschnitt des Motors des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • 10 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Modifikation einer Fallströmungs-Verstärkungsvorrichtung oder -mechanismus zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Erstes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend nunmehr auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1 bis 3, wird die fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach der Erfindung anhand einer Vierventil-zündkerzengezündeten Benzinmotors dargestellt. Wie in 1 gezeigt ist, ist bei der fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach dem ersten Ausführungsbeispiel die Zündkerze 11 im Wesentlichen in der Mitte der Verbrennungskammer 4 angeordnet. Der Zylinderkopf 2 ist auf einem Zylinderblock 1, der einen Motorzylinder enthält, montiert. Ein Kolben 3 ist in dem Zylinder aufgenommen, um entlang eines Hubes in dem Zylinder bewegbar zu sein. Die Verbrennungskammer 4 wird durch die Zylinderwandung des Zylinderblocks 1, die Bodenfläche des Zylinderkopfes 2 und die Oberseite (oder die Kolbenkrone oder den Kolbenkopf) des Kolbens 3 begrenzt. Der Motor ist mit zwei Einlassöffnungen (7, 7) ausgerüstet, die gegenüber der axialen Mittellinie des Zylinders, der in den Zylinderblock 1 gebohrt ist, versetzt ist. Wie deutlich in 2 zu sehen ist, ist der Zylinderkopf 2 mit zwei Einlassventilöffnungen (7, 7) ausgerüstet, die gegenüber der axialen Mittellinie des Zylinders, der in einem Zylinderblock 1 ausgebildet ist, versetzt sind, und mit zwei Gasventilöffnungen (8, 8), die gegenüber der axialen Mittellinie des Zylinders in der entgegengesetzten oder gegenüberliegenden Richtung zu den Positionen der Einlassöffnungen versetzt sind. Wie aus in 1 und 2 ersichtlich ist, hat der Motor sogenannte Kreuzströmungs-Öffnungsanordnung. Zwei Einlassventile (5, 5) sind in den jeweiligen Einlassöffnungen (7, 7) angeordnet, um diese zu öffnen und zu schließen, während zwei Auslassventile (6, 6) in den jeweiligen Auslassöffnungen (8, 8) angeordnet sind, um diese zu öffnen und zu schließen. Jede der Einlassöffnungen (7, 7) ist so konturiert, dass sie leicht eine ausreichende turbulente Wirkung bewirken kann, d. h. eine starke Fallströmung dem Luft/Kraftstoff-Gemisch verleihen kann, und zwar in der Form einer vertikalen Wirbel-Fallströmung (Fallströmung im Zylinder) und zwar innerhalb der Verbrennungskammer 4, wie in dem Pfeil a in 1 angegeben. Wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ist eine Fallströmungs-Verstärkungseinrichtung oder ein Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 auch in jedem der Einlassöffnungen (7, 7), die in dem Ansaugsystem enthalten sind, vorgesehen, zum Zwecke der zwangsweisen Einführung einer starken Fallwirkung (tumbling action) auf das Luft/Kraftstoff-Gemisch, insbesondere während eines Verbrennungsbetriebes mit geschichteter Ladung (einem Verbrennungsbetrieb mit später Einspritzung), bei dem eine späte Kraftstoff-Einspritzung das Ereignis bis nahe des Endes des Verdichtungshubes verzögert, um ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen und die Verbrennungsflamme in einer kleinen sehr fetten Luft/Kraftstoff-Gemischschicht rund um die Spitze der Zündkerze 11 beginnt und nach der Zündung sich zu dem magereren Gemisch, das den Rest der Verbrennungskammer 4 ausfüllt, ausbreitet. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist (das erste Ausführungsbeispiel) und aus den 7 und 8 (ein zweites Ausführungsbeispiel), das vollständig später erläutert wird), wird ein Teil-Verschließventil 10 als der Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 verwendet. Das Teil-Sperrventil 10 wird in seine geschlossene Stellung bewegt, um im Wesentlichen die untere Hälfte jeder der Einlassöffnungen (7, 7) während des geschichteten Verbrennungsmodus abzusperren, um eine starke Fallströmung in der Verbrennungskammer zu erzeugen. Das Teil-Absperrventil 10 wird in seine geöffnete Stellung bewegt, um eine vollständige Strömungsverbindung durch dieses hindurch während eines homogenen Verbrennungsmodus (einem Verbrennungsmodus mit früher Einspritzung) sicherzustellen, wobei die Kraftstoff-Einspritzung frühzeitig in den Ansaughub ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt und anschließend dann das Gemisch gleichmäßig auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemischt wird, so nahe wie möglich an dem stöchiometrischen (14,6 : 1 Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AFR)). Ein Kraftstoff-Einspritzventil 12 ist in einem Seitenwandabschnitt der Verbrennungskammer 4 und in der Nahe des im Wesentlichen mittleren Abschnittes der beiden stromabseitigen Öffnungsenden der Einlassöffnungen (7, 7) angeordnet, um so Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 4 einzuspritzen oder auszusprühen.
  • Eine kugelförmige, schüsselartige Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer (oder eine kugelförmige, tassenförmige Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer) 13 ist in dem Mittelabschnitt des Kolbenkopfes 3 ausgebildet. Der kugelförmige, schüsselartige Kolbenhohlraum 13 ist in dem Mittelabschnitt des Kolbenkopfes ausgebildet, so dass die maximale Tassentiefe des Hohlraumes 13 in der Mitte des Hohlraumes erhalten wird, so dass der zentrale tiefste Punkt des Hohlraumes mit der Mittelachse des Kolbens 3 übereinstimmt und der kugelförmige, tassenartige Hohlraum 13 ist koaxial in Bezug auf die Mittelachse des Kolbens 3 angeordnet. Außerdem ist eine kugelförmig gekrümmte, ausgesparte innere, konkave Umfangswandfläche (oder eine konkave Bodenwandoberfläche) des Hohlraumes 13 so dimensioniert oder konturiert, dass die ausgesparte innere Umfangswandoberfläche des Hohlraumes 13 in einer Richtung einer Strömungslinie der vorerläuterten Fallströmung gekrümmt oder gerundet ist, angegeben durch den Pfeil a in 1. In dem Kolbenaufbau des Motors nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wie am besten aus 3 ersichtlich, ist die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer 13 als ein kugelförmig ausgesparter, schüsselförmiger Hohlraum ausgebildet. Aus den Gründen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert werden, ist das oberste Ende der kreisförmigen Öffnung (einfach die kreisförmige Öffnung) der kugelförmig-ausgesparten, schüsselartigen Verbrennungsraumkammer 13 so dimensioniert, dass das Verhältnis (d/D) des Innendurchmessers (d) der kreisförmigen Öffnung der schüsselartigen Hohlraumverbrennungskammer 13 zur Zylinderbohrung (D) innerhalb eines Bereiches 40% bis 80% (siehe 4) festgelegt, und derart, dass das Verhältnis (R/D) des Krümmungsradius (R) zu der Zylinderbohrung (D) innerhalb eines Bereiches von 20% bis 65% liegt. Zusätzlich zu dem Vorerwähnten wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Weitwinkel-Einspritzdüse als eine Kraftstoff-Einspritzdüse 12a des Einspritzventils 12 verwendet, um einen weiten Kraftstoff-Sprühwinkel sicherzustellen, der von 70 Grad bis 90 Grad reicht und, um entsprechend die Sprühcharakteristika zu verbessern, z. B. die Spitzen-Durchdringung (Kraftstoff-Sprüh-Penetration), das Sprüh-Wandungs-Auftreffen, das Luft/Kraftstoff-Vermischens und die Bildung einer gesteuerten Luft/Kraftstoff-Gemischschicht.
  • Wie aus dem Vorerwähnten deutlich ist, ist bei dem Motor nach dem ersten Ausführungsbeispiel die sphärische, schüsselartige Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer 13, zentral in dem Mittelabschnitt der Kolbenkrone ausgebildet, so geformt, dass sie den am tiefsten ausgesparten, inneren Umfangswandabschnitt in der Mitte der Kolbenkrone hat und auch ist die sphärisch, ausgesparte, innere Umfangswandoberfläche des Hohlraumes so konturiert, dass die kugelförmig ausgesparte, innere Umfangswandoberfläche im Wesentlichen entlang einer Strömungslinie der Fallströmung (siehe den Pfeil a von 1) der angesaugten Luft gekrümmt ist. Dies unterdrückt oder vermeidet das Auftreten einer unerwünschten Störung in der Fallströmung. Im Ergebnis dessen kann eine Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung erhöht werden. Daher kann der Kraftstoffstrahl (bezeichnet durch F in den 1 und 2) der von dem Einspritzer 12 in dem Verdichtungshub während der geschichteten Ladungs-Verbrennungsart sicher und zuverlässig durch die Fallströmung getragen und in die Nähe der Spitze der Zündkerze 11 zugeführt werden, um eine fettere Luft/Kraftstoff-Gemischschicht rund um die Zündkerze zur leichten Zündung zu bilden. Entsprechend kann die Verbrennungsstabilität bei geschichteter Verbrennung stark erhöht werden. Wie vorerläutert, ist die Form der Anordnung (Ausbildung) des kugelförmigen, schüsselartigen Kolben-Hohlraumes 13 wirksam, um eine starke Fallströmung zu erzeugen und eine unerwünschte Störung bezüglich der Fallströmung zu unterdrücken. Außerdem beseitigt das richtige Festlegen der Verhältnisse d/D und R/D die Notwendigkeit für einen übermäßig und unbegründet tiefen Kolben-Schüsselhohlraum. Daher ist es möglich, die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer 13 so klein wie möglich auszubilden. Im Ergebnis dessen kann der gesamte Oberflächenbereich der Verbrennungskammer 4 vermindert werden, so dass hierdurch wirksam thermische Verluste vermindert werden und wodurch die Motorausgangsleistung während der homogenen Verbrennungsart ebenso wie während der geschichteten Verbrennungsart erhöht werden können. Infolge der hohen Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung, erhalten durch die einzigartige Form und Anordnung der sphärischen, schüsselartigen Kolben-Hohlraumverbrennungskammer 13 kann der Kraftstoff, der durch die Einspritzdüse 12a eingespritzt und in der gesamten Verbrennungskammer 4 verteilt wird, wirksam durch das volle Zusammenwirken der gesteuerten starken Fallströmung (siehe den Pfeil a von 1) und die begründetgekrümmte, ausgesparte innere Umfangswandfläche des Hohlraumes 13 aufgeworfen werden und gleichzeitig trägt die starke Fallströmung zu einer zwangsweisen Trennung des Kraftstoff-Filmes, der an der Innenwandung des Hohlraumes 13 anhaftet, bei. Dies vermeidet, dass infolge des Kraftstoff-Filmes eine unerwünschte Karbonisation auftritt und erhöht auch eine Gesamtverbrennungsstabilität (einschließlich einer Stabilität einer homogenen Verbrennung ebenso wie einer Stabilität einer geschichteten Verbrennung) mit bemerkenswerter Verminderung der Abgasemissionen, wie z. B. Rauch, teilchenför miges Material (PM), unverbrannter Kohlenwasserstoff (HCs) und der Unterdrückung der Bildung von Ablagerungen. Außerdem wird der kugelförmige, schüsselartige Kolben-Hohlraum 13 im Wesentlichen im Mittelabschnitt der Kolbenkrone ausgebildet und somit ist eine Balance des Kolbens 3, der sich aufwärts und abwärts bewegt, gut. Die gute dynamische Kolben-Balance, die aus dem Zentral ausgebildeten, sphärischen, schüsselartigen Hohlraum 13 entsteht, beseitigt oder vermindert Geräusche und unsymmetrischen Kolben-Verschleiß während der Arbeitsweise des Motors und verlängert hierdurch die Lebensdauer des Motors. Im einzelnen ist in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kolben-Schüsselhohlraumverbrennungskammer 13 als ein kugelförmig ausgesparter, tassenförmiger Abschnitt ausgebildet und somit ist die gesamte Aufrechterhaltungsleistung für die Fallströmungs-Komponenten in allen Fluidströmungsrichtungen, die in der angesaugten Luftströmung enthalten sind (oder der Ansaugluftströmung, die durch die Einlassöffnung hineinkommt) erhöht. Diese verbesserte Gesamt-Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung realisiert eine stabilere Verbrennung während des Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung. Auch ist in der Einlassöffnung 7 der Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 (z. B. das Teil-Schließventil 16 in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel) vorgesehen. Wie oben erwähnt, dient der Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 dazu, zwangsweise eine starke Fallströmung zu schaffen und dem Luft/Kraftstoff-Gemisch eine starke Fallwirkung zu verleihen. Die Schaffung des Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 erhöht einen Betriebsbereich für die Verbrennung mit geschichteter Ladung. Wie in den 1 und 7 gezeigt, wird das Teil-Verschließventil 10 als die Fallströmungs-Verstärkungsvorrichtung 9 verwendet, so dass das Teil-Schließventil 10 schließt, um die untere Hälfte des Strömungskanal-Querschnittes der Einlassöffnung 7 während der geschichteten Verbrennung zu verschließen und öffnet vollständig, um eine vollständige Strömungsverbindung der Einlassöffnung 7 während der homogenen Verbrennung zu etablieren. Das Teil-Verschlussventil 10 ist im Aufbau einfach und leicht in der Einlassöffnung 7 zu installieren, so dass ein Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus mit niedrigen Kosten geschaffen wird.
  • Bezug nehmend nunmehr auf die 4 und 5 sind in diesen Variationen hinsichtlich einer Stabilität der geschichteten Verbrennung gezeigt, beeinflusst durch die Größe eines Bereiches der kreisförmigen Öffnung der kugelförmig-ausgesparten, schüsselartigen Hohlraumverbrennungskammer 13 und die Tiefe des Hohlraumes 13. Die Testdaten, die in den 4 und 5 gezeigt sind, sind experimentell durch die Erfinder der Erfindung sichergestellt. Wie aus 4 ersichtlich ist, wenn das Verhältnis d/D des Durchmessers (d) der kreisförmigen Öffnung zu demjenigen der Zylinderbohrung (D) auf 60% festgelegt wird, zeigt der Motor die höchste Verbrennungsstabilität der geschichteten Verbrennung. Wenn das Verhältnis (d/D) auf nahe 30% festgelegt wird, wird der Öffnungsbereich des sphärischen, schüsselartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 13 übermäßig eng und die übermäßig enge Hohlraumöffnung hat die Schwierigkeit, den eingespritzten Kraftstoff-Strahl aufzunehmen oder einzufangen. Dies gestattet es dem Kraftstoff-Einsprühstrahl, sich unerwünscht zu verteilen oder innerhalb der Verbrennungskammer 4 zu diffundieren, so dass hieraus eine instabile Verbrennung resultiert. Im Gegensatz dazu, wenn der Eröffnungsbereich des kugelförmigen, tassenartigen Kolben-Schüsselhohlraumes übermäßig groß ist, z. B., wenn der Öffnungsbereich des Hohlraumes auf nahezu 90% festgelegt wird, neigt der Kraftstoff-Einsprühstrahl dazu, leicht innerhalb der Hohlraumverbrennungskammer 13 verteilt zu werden, infolge der übermäßig großen Hohlraumöffnung. Außerdem, wie aus der Kennlinie, gezeigt in 5 ersichtlich ist, ändert sich die Stärke der Fallströmung (oder die Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung) in Abhängigkeit von dem Verhältnis (R/D) des Krümmungsradius R des gekrümmten, ausgesparten Abschnittes des kugelförmigen, tassenartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 13 zu demjenigen der Zylinderbohrung D. Wie aus 5 ersichtlich ist, wenn das Verhältnis R/D auf ungefähr 40% festgelegt wird, kann die höchste Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung erhalten werden. Die Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung wird auf einem verhältnismäßig hohen Niveau gehalten, wenn das Verhältnis R/D innerhalb des Bereiches von 20% bis 65% liegt. Im Gegensatz dazu, wenn das Verhältnis R/D kleiner als 20% ist, oder wenn das Verhältnis R/D über 70% beträgt, besteht eine Neigung dahingehend, dass die Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung abnimmt. Auf der Grundlage der Testergebnisse, die in den 4 und 5 dargestellt sind, wird der Durchmesser D der kreisförmigen Öffnung des sphärischen, tassenartigen Kolben-Schüsselhohlraumes so festgelegt, dass er dem Verhältnis d/D in einem Bereich von 40% bis 80% entspricht, wobei der Krümmungsradius R des sphärischen, tassenartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 13 festgelegt wird, das er dem Verhältnis R/D in einem Bereich von 20% bis 65% genügt und wodurch die Motorausgangsleistung infolge sowohl der erhöhten Stabilität beschichteter Verbrennung, als auch der erhöhten Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung erhöht wird.
  • Bezug nehmend nunmehr auf die 6 ist in dieser die Sprühwinkel/Verbrennungsstabilitäts-Kennlinienkurve dargestellt. Wie aus 6 ersichtlich ist, wenn der Kraftstoff-Sprühwinkel unterhalb von 70 Grad liegt, besteht eine Neigung dazu, dass der Aufwurf oder Einbringungseffekt für das Luft/Kraftstoff-Gemisch, der durch die starke Fallströmung erzeugt wird, während des Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung, abnimmt. Außerdem führt ein verhältnismäßig enger Sprühwinkel (unter 70 Grad) zu einer verminderten Luft/Kraftstoff-Gemischhomogenisierung infolge der erhöhten Sprühdurchdringung während des Verbrennungsmodus mit homogener Verbrennung (während des Betriebes mit früher Kraftstoff-Einspritzung in den Ansaughub) und führt auch zu einer Anhaftung des Kraftstoff-Filmes an der Kolbenkrone. Mit einem Sprühwinkel unterhalb von 70 Grad neigt sowohl die Verbrennungsstabilität während der homogenen Verbrennung ebenso wie während der geschichteten Verbrennung dazu, sich zu vermindern. Im Gegensatz dazu, steht dann, wenn der Sprühwinkel so festgelegt wird, dass er größer als 90 Grad ist, eine Neigung dazu, dass der Kraftstoff-Einspritzsprühstrahl sich übermäßig innerhalb der Verbrennungskammer dispergiert, und zwar infolge des übermäßig weiten Sprühwinkels (oberhalb 90 Grad). Solch ein weit dispergierter Kraftstoff-Sprühstrahl resultiert in einer unerwünschten Anhaftung des Kraftstoff-Filmes an der Zündkerze und verursacht rußige Kohlenstoffablagerungen an dem Isolator rund um die Elektrode der Zündkerze 11. Dies verschlechtert die Stabilität der geschichteten Verbrennung. Um sowohl hinsichtlich einer beschichteten Verbrennung als auch einer homogenen Verbrennung stabilere Verbrennungscharakteristika zu erhalten, wird der Sprühwinkel innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches von 70 bis 90 Grad festgelegt. Um den vorbestimmten Sprühwinkel im Bereich von 70 bis 90 Grad einzustellen, verwendet die fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach dem Ausführungsbeispiel eine Weitwinkel-Einspritzdüse. Daher kann eine Stabilität der geschichteten Verbrennung in größerem Maße erhöht werden. Außerdem ist die Verwendung der Weitwinkel-Einspritzdüse, die in der Lage ist, einen Sprühwinkelbereich von 70 bis 90 Grad zu realisieren, wirksam, um die Homogenisierung des Gemisches während des Modus mit homogener Verbrennung zu fördern und unterdrückt somit die Bildung von Rauch, unverbrannten Kohlenwasserstoffen, rußigen Kohlenstoffablagerungen.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf die 7 bis 9 ist in diesen der Motoraufbau nach dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Motoraufbau nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der 7 bis 9 ist ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels nach den 1 bis 3 mit der Ausnahme dessen, dass die Form des Kolben-Schüsselhohlraumes des zweiten Ausführungsbeispiels von derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist. Wie am besten aus 9 ersichtlich, ist das zweite Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur darin geringfügig unterschiedlich, dass der Kolben, der in dem Motor nach dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, mit einem scheibenfedernutförmigen Kolben-Schüsselhohlraum 113 versehen ist. Somit werden dieselben Bezugszeichen, die verwendet worden sind, um die Elemente in dem Motor nach dem ersten Ausführungsbeispiel, gezeigt in den 1 bis 3, zu bezeichnen, auch auf die entsprechenden Elemente angewandt, die in dem Motor nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, gezeigt in den 7 bis 9, verwendet sind, zum Zwecke des Vergleichs der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele. Nur die Kolben-Struktur, die den scheibenfedernutartigen Kolben-Schüsselhohlraum 113 aufweist, wird nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, während eine detaillierte Beschreibung der anderen Elemente hier weggelassen wird, da die vorerwähnte Beschreibung derselben mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel selbst erläuternd erscheint. Wie aus den 7 bis 9 deutlich ist, wird der scheibenfedernutartige Kolben-Schüsselhohlraum 113 durch zwei gegenüberliegende, parallele Seitenwandabschnitte und einen abgerundeten Bodenwandabschnitt definiert. Die vorerwähnten zweieckigen überliegenden parallelen im Wesentlichen sichelförmigen flachen Seitenwände des Hohlraumes 113 sind in solch einer Weise ausgebildet, dass sie sich entlang der Fallströmung erstrecken, wie durch dien Fall a gezeigt in 7 angedeutet ist und sich im Wesentlichen parallel zur Richtung der Fallströmung, angegeben durch den Pfeil A erstrecken. Der vorerwähnte abgerundete Bodenwandabschnitt des Hohlraumes 113 ist in Richtung der Fallströmung, angegeben durch den Pfeil a, rund ausgebildet. Der Krümmungsradius R des scheibenfedernutartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 113 ist durch eine Ebene parallel zu den vorerwähnten zwei gegenüberliegenden flachen Seitenwänden geschnitten. Wie aus den 7 bis 9 ersichtlich ist, hat der gerundete Bodenwandabschnitt des Hohlraumes 113 denselben Krüm mungsradius in der Richtung senkrecht zu den zwei gegenüberliegenden parallelen, im Wesentlichen sichelförmigen Seitenwandungen des Hohlraumes 113. Eine quadratische Öffnung (eine im Wesentlichen regelmäßige quadratische Öffnung) des scheibenfedernutartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 113 wird durch die zwei parallelen, stumpfwinklig kantenbegrenzten Abschnitte des gerundeten Bodenwandabschnittes und die zwei parallelen, rechtwinklig kantenbegrenzten Abschnitte der zwei gegenüberliegenden flachen Seitenwandungen begrenzt. In derselben Weise, wie der Hohlraum 13 des ersten Ausführungsbeispiels ist, um eine stabile Stabilität der geschichteten Verbrennung zu schaffen, die Länge d jede der vier Seiten der quadratischen Öffnung des scheibenfedernutartigen Kolben-Schüsselhohlraumes 113 so dimensioniert, dass das Verhältnis (d/D) zu dem Durchmesser der Zylinderbohrung innerhalb von 40% bis 80% liegt. Außerdem, um die Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung zu erhöhen, ist der Krümmungsradius R des gerundeten Bodenwandabschnittes des Hohlraumes 113 so dimensioniert, dass das Verhältnis (R/D) des Krümmungsradius R des gerundeten Bodenwandabschnittes zu demjenigen der Zylinderbohrung D innerhalb des Bereichs von 20% bis 65% liegt. Somit kann der Motor nach dem zweiten Ausführungsbeispiel dieselben Wirkungen wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel herbeiführen. Außerdem ist der gerundete Bodenwandabschnitt des Hohlraumes 113 entlang der Richtung (oder der Strömungslinie) der Fallströmung (siehe den Pfeil a, gezeigt in 7) wirksam ausgespart und außerdem sind die zwei gegenüberliegenden flachen Seitenwände des Hohlraumes 113 im Wesentlichen parallel zu der Strömungslinie der Fallströmung ausgebildet. Somit sichern die zwei gegenüberliegenden flachen Seitenwände und der glatt gekrümmte, gerundete Bodenwandabschnitt des Hohlraumes 113 eine gute Konvergenzwirkung und eine erhöhte Strömungs-Begradigungswirkung auf die Fallströmung. Im Ergebnis kann die Fallströmungs-Aufrechterhaltungsleistung in höherem Maße erhöht und vergrößert werden. Entsprechend kann die Stabilität der geschichteten Verbrennung weiter erhöht werden.
  • Bezug nehmend auf 10 ist darin die Modifikation des Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus 9 gezeigt. In den vorbeschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird als ein Beispiel des Fallströmungs-Verstärkungsmechanismus das Teil-Schließventil 10 verwendet. Im Gegensatz dazu wird in der Modifikation nach 10 ein Fallströmungs-Verstärkungsmittel mit dem Einlassventil 5 selbst verbunden. Wie in 10 gezeigt ist, weist das Einlassventil 5 einen Ventilkopf 5a und einen Ventilschaft abschnitt 5b auf. Das freie Ende des Ventilschaftes 5b ist mit einem geschlitzten Abschnitt versehen, der mit einem Vorsprungsabschnitt eines Steuerarmes 14 zur Verhinderung einer Drehbewegung des Ventilschaftes 5b gekuppelt ist. Ein gekrümmter, eine Fallströmungswirkung erzeugender, teilweise kragenförmig ausgebildeter, aufrechter Wandabschnitt 15 ist auf der Rückseite des Ventilkopfabschnittes 5a mit diesem so verbunden, dass er sich in Umfangsrichtung über die untere Hälfte des Ventilkopfabschnittes 5a erstreckt. Daher kann die Fallströmung durch Absperren der angesaugten Luftströmung, die durch den Öffnungsraum der unteren Halbseite des Einlassventils 5 strömt, verstärkt werden. In solch einem Fall kann die Fallströmungs-Verstärkungseinrichtung oder -vorrichtung nur durch die bauliche Änderung im Ventilkopfabschnitt des Einlassventils 5 erreicht werden. Um eine Fallströmungs-Verstärkungseinrichtung oder -vorrichtung mit niedrigen Herstellungskosten zu schaffen, ist es vorteilhaft, den die Fallströmungswirkung erzeugenden, kragenförmigen Wandabschnitt 15 einstückig mit dem Einlassventil 5 auszuführen oder einstückig mit diesem zu verbinden. Wie oben ausgeführt, kann dann, wenn die Fallströmungs-Verstärkungseinrichtung oder -vorrichtung 9 vorgesehen ist, eine Betriebsweise von geschichteter Verbrennung leicht erweitert werden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das grundsätzliche Konzept (Hauptmerkmal) der Erfindung beispielhaft als die solitäre Kolben-Schüsselhohlraumstruktur verdeutlicht, die ordnungsgemäße Fallströmung erzeugt (die vertikale Wirbel-Luftströmungsbewegung, die in der vertikalen Richtung erzeugt wird, wie dies durch den Pfeil a in den 1 und 7 dargestellt ist). Wie deutlich ist, kann das Konzept der Erfindung auch auf eine Kolben-Schüsselhohlraumstruktur angewandt werden, die eine sogenannte Umkehr-Fallströmung erzeugt (vertikale Wirbelströmungsbewegung, die in der entgegengesetzten Fallströmungsrichtung in Bezug auf die Richtung, wie sie durch den Pfeil a angegeben ist, erzeugt).

Claims (11)

  1. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, betreibbar in zumindest einem geschichteten Ladungsverbrennungsmodus, wo die Kraftstoffeinspritzung bei einem Verdichtungshub ausgeführt wird, während des Einführens einer Vertikal-Wirbel-Fallströmung auf eine angesaugte Luft, gezogen in eine Verbrennungskammer durch eine Einlassöffnung, mit: einem Zylinderblock, der einen Zylinder hat; einem Kolben, bewegbar entlang eines Hubes in dem Zylinder, und der eine Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer in einem Kolbenkopf hat; einem Zylinderkopf, montiert an dem Zylinderblock; einer Zündkerze, mittig angeordnet in einer Mitte der Verbrennungskammer; und einem Kraftstoff-Einspritzventil, vorgesehen an einem Seitenwandabschnitt der Verbrennungskammer und nahe eines Einlassventils, angeordnet in dem Einlassanschluss, um Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer einzuspritzen; wobei die Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer in dem Kolbenkopf gebildet ist, so dass ein tiefster Abschnitt der Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer in einer Mitte des Kolbenkopfes erhalten wird, und eine innere, konkave Umfangswandoberfläche der Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer so konturiert ist, dass sie in eine Richtung einer Stromlinie der Vertikal- Wirbel- Fallströmung gekrümmt ist.
  2. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei die Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer einen kugelförmige, schüsselförmigen Hohlraum (13) aufweist, der eine kreisförmige Öffnung hat und den tiefsten Abschnitt an einer Hohlraummitte desselben aufweist.
  3. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 2, wobei der kugelförmige, schüsselförmige Hohlraum (13) koaxial in Bezug auf eine Mittelachse des Kolbens (3) angeordnet ist.
  4. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 2, wobei ein Verhältnis (d/D) eines Innendurchmessers (d) der kreisförmigen Öffnung des kugelförmigen, schüsselförmigen Hohlraums (13) zu einer Zylinderbohrung (D) des Zylinders innerhalb eines Bereiches von 40% bis 80% festgelegt ist, und ein Verhältnis (R/D) eines Krümmungsradius (R) der inneren, konkaven Umfangswandoberfläche der Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer (13) zu der Zylinderbohrung (D) innerhalb eines Bereiches von 20% bis 65% festgelegt ist.
  5. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei die Kolben- Schüsselhohlraumverbrennungskammer einen scheibenfederartigen Hohlraum (113) aufweist, der eine quadratische Öffnung hat und den tiefsten Abschnitt an einer Hohlraummitte desselben, den scheibenfedernutartigen Hohlraum (113), durch zwei gegenüberliegende, parallele, im Wesentlichen sichelförmige, flache Seitenwandabschnitte und einen abgerundeten Bodenwandabschnitt gebildet wird.
  6. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 5, wobei der scheibenfedernutartige Hohlraum (113) koaxial in Bezug auf eine Mittelachse des Kolbens (3) angeordnet ist.
  7. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 5, wobei ein Verhältnis (d/D) einer Länge (d) jeder der vier Seiten der quadratischen Öffnung des scheibenfedernutartigen Hohlraums (113) zu einer Zylinderbohrung des Zylinders innerhalb eines Bereiches von 40% bis 80% festgelegt ist, und ein Verhältnis (R/D) eines Krümmungsradius (R) der des abgerundeten Bodenwandabschnittes des scheibenfedernutartigen Hohlraums (113) zu der Zylinderbohrung (D) innerhalb eines Bereiches von 20% bis 65% festgelegt ist.
  8. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, die außerdem eine Fallstrom-Verstärkungsvorrichtung (9) aufweist, vorgesehen in einem Einlasssystem.
  9. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 8, wobei die Fallstrom- Verstärkungsvorrichtung (9) ein Ventil zum teilwei sen Abschalten aufweist, bewegbar zu einer geschlossenen Position, um eine untere Hälfte des Einlassabschnittes (7) während des geschichteten Ladungsverbrennungsmodus abzuschalten, und in eine offene Position, um dadurch eine vollständige Strömungsverbindung während eines homogenen Verbrennungsmodus zu sichern, wo die Kraftstoffeinspritzung früh in einen Einlasshub ein homogenes Luft-Kraftstoffgemisch erzeugt.
  10. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 8, wobei die Fallstrom- Verstärkungsvorrichtung (9) einen kragenförmigen Wandabschnitt (15) aufweist, der mit der Rückseite eines Ventilkopfabschnittes des Einlassventiles verbunden ist, so dass sich der kragenförmigen Wandabschnitt (15) umfänglich über eine untere Hälfte des Ventilkopfabschnittes erstreckt.
  11. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoff- Einspritzventil (12) eine Weitwinkel-Einspritzdüsen eines Kraftstoff- Sprühwinkels hat, der von 70° bis 90° reicht.
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US (1) US6138639A (de)
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JP (1) JP3644228B2 (de)
DE (2) DE69831761T2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10605081B2 (en) 2016-05-17 2020-03-31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Free-piston device and method for operating a free-piston device
US10612380B2 (en) 2016-05-17 2020-04-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Free piston device and method for operating a free piston device
US10844718B2 (en) 2016-05-17 2020-11-24 DEUTSCHES ZENTRUM FüR LUFT-UND RAUMFAHRT E.V. Free piston apparatus
US10890070B2 (en) 2016-05-17 2021-01-12 DEUTSCHES ZENTRUM FüR LUFT-UND RAUMFAHRT E.V. Free piston device

Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE519767C2 (sv) * 1997-11-26 2003-04-08 Volvo Car Corp Förbränningssystem
DE19827463A1 (de) * 1998-06-19 1999-12-23 Fev Motorentech Gmbh Direkteinspritzender Dieselmotor mit tumblegestütztem Brennverfahren
WO1999067514A1 (fr) * 1998-06-22 1999-12-29 Hitachi, Ltd. Moteur a combustion interne de type a injection dans le cylindre
JP3939864B2 (ja) * 1998-08-27 2007-07-04 ヤマハ発動機株式会社 筒内噴射式エンジン
EP1191199A1 (de) * 1999-06-11 2002-03-27 Hitachi, Ltd. Direkteingespritzter motor und verfahren zum betreiben des motors
JP4026365B2 (ja) * 1999-06-11 2007-12-26 株式会社日立製作所 筒内噴射エンジン
JP3721879B2 (ja) * 1999-08-30 2005-11-30 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火機関
JP4415497B2 (ja) 2000-03-29 2010-02-17 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
AT5304U1 (de) * 2000-04-28 2002-05-27 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer fremdgezündeten direkteinspritzenden brennkraftmaschine
JP2002038953A (ja) * 2000-07-25 2002-02-06 Hitachi Ltd 筒内噴射エンジン
US6666186B2 (en) * 2001-02-01 2003-12-23 Avl List Gmbh Spark ignited internal combustion engine with at least one cylinder
JP2002295260A (ja) 2001-03-30 2002-10-09 Mazda Motor Corp 火花点火式直噴エンジン
JP3963088B2 (ja) 2001-09-06 2007-08-22 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジンの制御装置
JP2003113716A (ja) 2001-10-03 2003-04-18 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接燃料噴射式火花点火エンジン
US6892693B2 (en) * 2003-02-12 2005-05-17 Bombardier Recreational Products, Inc. Piston for spark-ignited direct fuel injection engine
US6945219B2 (en) * 2004-02-09 2005-09-20 Bombardier Recreational Products Inc. Dual zone combustion chamber
FR2868812A1 (fr) 2004-04-09 2005-10-14 Renault Sas Moteur a combustion interne comportant un conduit d'admission equipe d'une membrane deformable
US6971365B1 (en) * 2004-07-12 2005-12-06 General Motors Corporation Auto-ignition gasoline engine combustion chamber and method
CN102588073A (zh) * 2004-08-21 2012-07-18 周亮俊 一种高效内燃机凹凸物及其燃烧方法
JP4280925B2 (ja) * 2004-12-27 2009-06-17 三菱自動車エンジニアリング株式会社 内燃機関の燃焼室構造
JP4556771B2 (ja) * 2005-05-27 2010-10-06 三菱自動車工業株式会社 エンジンの燃焼室構造
JP4342481B2 (ja) * 2005-06-28 2009-10-14 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP4595924B2 (ja) * 2006-02-09 2010-12-08 株式会社デンソー 燃料噴射弁
US7707991B2 (en) * 2007-02-09 2010-05-04 Denso Corporation Intake control device for internal combustion engine
WO2008115523A2 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 U.S. Environmental Protection Agency High efficiency alcohol fuel engine
WO2008157823A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Deyang Hou Premix combustion methods, devices and engines using the same
FR2920820A1 (fr) * 2007-09-12 2009-03-13 Peugeot Citroen Automobiles Sa Soupape a masque integre
US8387599B2 (en) 2008-01-07 2013-03-05 Mcalister Technologies, Llc Methods and systems for reducing the formation of oxides of nitrogen during combustion in engines
US8413634B2 (en) 2008-01-07 2013-04-09 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters with conductive cable assemblies
US8074625B2 (en) 2008-01-07 2011-12-13 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector actuator assemblies and associated methods of use and manufacture
US8225768B2 (en) 2008-01-07 2012-07-24 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
US8192852B2 (en) 2008-01-07 2012-06-05 Mcalister Technologies, Llc Ceramic insulator and methods of use and manufacture thereof
US8365700B2 (en) 2008-01-07 2013-02-05 Mcalister Technologies, Llc Shaping a fuel charge in a combustion chamber with multiple drivers and/or ionization control
WO2011025512A1 (en) 2009-08-27 2011-03-03 Mcallister Technologies, Llc Integrated fuel injectors and igniters and associated methods of use and manufacture
US8561598B2 (en) 2008-01-07 2013-10-22 Mcalister Technologies, Llc Method and system of thermochemical regeneration to provide oxygenated fuel, for example, with fuel-cooled fuel injectors
US7628137B1 (en) 2008-01-07 2009-12-08 Mcalister Roy E Multifuel storage, metering and ignition system
US7954471B2 (en) * 2008-07-07 2011-06-07 Mazda Motor Corporation Spark ignited internal combustion engine and manufacturing the same
EP2470775B1 (de) 2009-08-27 2015-04-29 McAlister Technologies, LLC Formung einer brennstoffladung in einer verbrennungskammer mit mehreren treibern und/oder ionisierungssteuerung
US20110067671A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-24 Laimboeck Franz J Non-soot emitting fuel combustion chamber
CA2779568C (en) 2009-12-07 2013-05-14 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
AU2010328633B2 (en) 2009-12-07 2015-04-16 Mcalister Technologies, Llc Method for adjusting the ionisation level within a combusting chamber and system
CA2788577C (en) 2010-02-13 2014-04-01 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector assemblies having acoustical force modifiers and associated methods of use and manufacture
US20110297753A1 (en) 2010-12-06 2011-12-08 Mcalister Roy E Integrated fuel injector igniters configured to inject multiple fuels and/or coolants and associated methods of use and manufacture
WO2011100717A2 (en) 2010-02-13 2011-08-18 Mcalister Roy E Methods and systems for adaptively cooling combustion chambers in engines
BR112012022776A2 (pt) 2010-03-09 2018-05-22 Cummins Filtration Ip Inc aparelho, sistema e método para detectar a presença de componentes de produto reparáveis originais
US20110231316A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Cummins Intellectual Properties, Inc. Method, system and computer readable media containing a program for identifying whether a product is genuine
US8528519B2 (en) 2010-10-27 2013-09-10 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
US8091528B2 (en) 2010-12-06 2012-01-10 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters having force generating assemblies for injecting and igniting fuel and associated methods of use and manufacture
WO2012112615A1 (en) 2011-02-14 2012-08-23 Mcalister Technologies, Llc Torque multiplier engines
JP5928934B2 (ja) * 2011-05-24 2016-06-01 ヤマハ発動機株式会社 4サイクルエンジンおよび船外機
US20130036999A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Ecomotors International, Inc. High-Squish Combustion Chamber With Side Injection
DE102011110072B4 (de) * 2011-08-12 2016-03-03 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Zylinderkopf mit Tumblefase
US8919377B2 (en) 2011-08-12 2014-12-30 Mcalister Technologies, Llc Acoustically actuated flow valve assembly including a plurality of reed valves
US8683988B2 (en) 2011-08-12 2014-04-01 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for improved engine cooling and energy generation
US8833327B2 (en) 2011-12-28 2014-09-16 Cummins Intellectual Property, Inc. Piston and combustion chamber
US8851047B2 (en) 2012-08-13 2014-10-07 Mcallister Technologies, Llc Injector-igniters with variable gap electrode
EP2698508A1 (de) * 2012-08-17 2014-02-19 MWM GmbH Zylinderkopf mit Senker
US9169821B2 (en) 2012-11-02 2015-10-27 Mcalister Technologies, Llc Fuel injection systems with enhanced corona burst
US9169814B2 (en) 2012-11-02 2015-10-27 Mcalister Technologies, Llc Systems, methods, and devices with enhanced lorentz thrust
US8746197B2 (en) 2012-11-02 2014-06-10 Mcalister Technologies, Llc Fuel injection systems with enhanced corona burst
US9091238B2 (en) 2012-11-12 2015-07-28 Advanced Green Technologies, Llc Systems and methods for providing motion amplification and compensation by fluid displacement
US9309846B2 (en) 2012-11-12 2016-04-12 Mcalister Technologies, Llc Motion modifiers for fuel injection systems
US9200561B2 (en) 2012-11-12 2015-12-01 Mcalister Technologies, Llc Chemical fuel conditioning and activation
US9115325B2 (en) 2012-11-12 2015-08-25 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for utilizing alcohol fuels
US8800527B2 (en) 2012-11-19 2014-08-12 Mcalister Technologies, Llc Method and apparatus for providing adaptive swirl injection and ignition
US9194337B2 (en) 2013-03-14 2015-11-24 Advanced Green Innovations, LLC High pressure direct injected gaseous fuel system and retrofit kit incorporating the same
US9562500B2 (en) 2013-03-15 2017-02-07 Mcalister Technologies, Llc Injector-igniter with fuel characterization
US8820293B1 (en) 2013-03-15 2014-09-02 Mcalister Technologies, Llc Injector-igniter with thermochemical regeneration
DE102013009415A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Man Diesel & Turbo Se Kolben einer Brennkraftmaschine
JP6176005B2 (ja) * 2013-09-06 2017-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
FR3018550B1 (fr) * 2014-03-14 2019-04-12 IFP Energies Nouvelles Procede de controle de l'injection de combustible d'un moteur a combustion interne a injection directe, notamment a allumage par compression, et moteur utilisant un tel procede
FR3020401B1 (fr) * 2014-04-24 2016-05-06 Ifp Energies Now Moteur a combustion interne a injection directe a double angle de nappe pour realiser un melange carbure dans une chambre de combustion a double zone de combustion et a faible taux de compression et procede pour utiliser un tel moteur.
DE102015202361A1 (de) * 2015-02-10 2016-08-11 Fev Gmbh Hubkolben-Brennkraftmaschine
JP6397437B2 (ja) * 2016-02-24 2018-09-26 本田技研工業株式会社 直噴式内燃機関
CN106640337A (zh) * 2016-12-16 2017-05-10 上海理工大学 车用发动机倒滚流比燃烧***
EP3567239B1 (de) * 2017-03-03 2021-04-21 Mazda Motor Corporation Ansaugkanalstruktur für verbrennungsmotor
US10526953B2 (en) 2017-03-30 2020-01-07 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10465629B2 (en) * 2017-03-30 2019-11-05 Quest Engines, LLC Internal combustion engine having piston with deflector channels and complementary cylinder head
US10590813B2 (en) 2017-03-30 2020-03-17 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10753308B2 (en) 2017-03-30 2020-08-25 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US11041456B2 (en) 2017-03-30 2021-06-22 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10989138B2 (en) 2017-03-30 2021-04-27 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10590834B2 (en) 2017-03-30 2020-03-17 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10598285B2 (en) 2017-03-30 2020-03-24 Quest Engines, LLC Piston sealing system
EP3608531A4 (de) * 2017-04-04 2020-03-18 Nissan Motor Co., Ltd Kolben
US10724428B2 (en) 2017-04-28 2020-07-28 Quest Engines, LLC Variable volume chamber device
WO2018204684A1 (en) 2017-05-04 2018-11-08 Quest Engines, LLC Variable volume chamber for interaction with a fluid
US10487720B2 (en) * 2017-05-19 2019-11-26 Mazda Motor Corporation Control system of compression-ignition engine
FR3071878B1 (fr) * 2017-09-29 2019-09-27 IFP Energies Nouvelles Chambre de combustion de forme elliptique
US11060636B2 (en) 2017-09-29 2021-07-13 Quest Engines, LLC Engines and pumps with motionless one-way valve
AT520847B1 (de) * 2018-01-23 2019-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer otto-brennkraftmaschine
JP6841245B2 (ja) * 2018-01-25 2021-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US10753267B2 (en) 2018-01-26 2020-08-25 Quest Engines, LLC Method and apparatus for producing stratified streams
US11134335B2 (en) 2018-01-26 2021-09-28 Quest Engines, LLC Audio source waveguide
DE102020125865A1 (de) 2020-10-02 2022-04-07 Man Truck & Bus Se Tumblebasiertes Gas-Brennverfahren für eine ottomotorische Brennkraftmaschine
US20240167431A1 (en) * 2021-03-26 2024-05-23 Jaguar Land Rover Limited A piston for a lean-burn gasoline engine
CN115199398B (zh) * 2022-07-25 2023-12-19 东风汽车集团股份有限公司 一种点燃压燃的发动机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3452726A (en) * 1967-05-11 1969-07-01 Borg Warner Unthrottled engine combustion system
DE3702899A1 (de) * 1987-01-31 1988-08-11 Porsche Ag Brennraum fuer eine hubkolben-brennkraftmaschine
JP2943486B2 (ja) 1992-02-28 1999-08-30 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JPH06159079A (ja) * 1992-11-26 1994-06-07 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの吸気装置
JP3163906B2 (ja) 1994-07-27 2001-05-08 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式火花点火機関
US5806482A (en) * 1995-03-28 1998-09-15 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha In-cylinder injection internal combustion engine
JP3158443B2 (ja) * 1995-03-28 2001-04-23 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JP3479379B2 (ja) * 1995-04-27 2003-12-15 ヤマハ発動機株式会社 筒内噴射エンジン
SE510904C2 (sv) * 1995-05-15 1999-07-05 Mitsubishi Motors Corp Anordning vid ett insugningssystem samt sätt att framställa en insugningskanal
US5740777A (en) * 1995-05-16 1998-04-21 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha In-cylinder injection internal combustion engine
JP3148617B2 (ja) * 1996-01-30 2001-03-19 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型火花点火式内燃機関
US5960767A (en) * 1996-02-09 1999-10-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Combustion chamber of in-cylinder direct fuel injection engine
JP3695848B2 (ja) 1996-06-17 2005-09-14 住友ベークライト株式会社 耐熱性フィルム接着剤およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10605081B2 (en) 2016-05-17 2020-03-31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Free-piston device and method for operating a free-piston device
US10612380B2 (en) 2016-05-17 2020-04-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Free piston device and method for operating a free piston device
US10844718B2 (en) 2016-05-17 2020-11-24 DEUTSCHES ZENTRUM FüR LUFT-UND RAUMFAHRT E.V. Free piston apparatus
US10890070B2 (en) 2016-05-17 2021-01-12 DEUTSCHES ZENTRUM FüR LUFT-UND RAUMFAHRT E.V. Free piston device

Also Published As

Publication number Publication date
DE69831761D1 (de) 2006-02-09
JPH11200866A (ja) 1999-07-27
EP1365123B1 (de) 2005-09-28
JP3644228B2 (ja) 2005-04-27
EP0928887B1 (de) 2003-09-10
EP1365123A1 (de) 2003-11-26
DE69831761T2 (de) 2006-03-23
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DE69817998D1 (de) 2003-10-16
US6138639A (en) 2000-10-31
EP0928887A2 (de) 1999-07-14

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