DE102004017084B4

DE102004017084B4 - Hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004017084B4
Application number: DE102004017084A
Authority: DE
Inventors: Christian Eiglmeier; Rainer Dr. Wurms; Michael Kuhn
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2024-04-08
Also published as: DE102004017084A1

Abstract

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem unter einem Winkel (α) bezogen auf eine Zylinderkopfebene (30) verlaufenden Achse (29) eines Gaseinlasskanals (11) mit einem Gaseinlassventil (12) und wenigstens einer Zündeinrichtung (16) je Zylinder (10) und mit einem durch eine Zylinderdecke (17) und einen Kolbenboden (41) eines im Zylinder (10) hin- und herbeweglich geführten Kolbens (40) gebildeten Brennraum (22), wobei die Zylinderdecke (17) dachförmig ausgebildet ist, wobei jeweils die eine der Dachflächen (18) dem Gaseinlassventil (12) und die andere der Dachflächen (19) einem Gasauslassventil (14) zugeordnet ist, sowie mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (23), die nahe einem Eintrittsbereich des Gaseinlasskanals (11) mit ihrer Strahlachse (24) unter einem Winkel (β) zur Zylinderkopfebene (30) in Richtung auf den Bereich des Gasauslassventils (14) in den Zylinder (10) mündet und mit der Zündeinrichtung (16), die in der Zylinderdecke (17) nahe der vertikalen Zylinderachse (15) angeordnet ist, sowie mit einer im Kolbenboden (41) angeordneten muldenförmigen Ausnehmung (43), die sich in etwa...

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung und mit direkter Kraftstoffeinspritzung wird bekanntermaßen der Kraftstoff über einen Injektor direkt in Arbeitsraum des Motors eingespritzt. Hinsichtlich des Zeitpunktes dieser Einspritzung unterscheidet man grundsätzlich zwei Betriebsarten, den Homogenbetrieb mit einer typischerweise frühen Einspritzung bei geöffnetem Einlassventil und den Schichtladebetrieb mit einer Einspritzung erst nach dem Schließen des Gaseinlassventils. Für den Schichtladebetrieb sind unterschiedliche Verfahrensweisen zur Einführung des Kraftstoffs in den Zylinderraum und zur Gemischbildung aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den so genannten strahlgeführten Verfahren ist der Einspritzstrahl direkt auf die Zündeinrichtung gerichtet, während bei den so genannten wandgeführten Verfahren darauf beruhen, dass der Kraftstoffeinspritzstrahl von dem durch den Kolbenboden gebildeten Teil der Brennraumwand auf die Zündeinrichtung hin abgelenkt wird.

In der DE 197 41 380 C2 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit im Vertikalschnitt jeweils dachförmig ausgebildeten Zylinderdecken und Zylinderböden beschrieben. Jeweils die eine der Dachflächen ist dem Gaseinlassventil und die andere dem Gasauslassventil zugeordnet. Deren Kanalachsen münden, bezogen auf Zylinderachse, mit einem möglichst flachen Winkel in den Brennraum.

Die EP 1 088 973 A2 offenbart eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem unter einem Winkel bezogen auf eine Zylinderkopfebene verlaufenden Achse eines Gaseinlasskanals, mit einem Gaseinlassventil und wenigstens einer Zündeinrichtung je Zylinder. Ein Brennraum ist durch eine Zylinderdecke und einen Kolbenboden eines im Zylinder hin- und her beweglich geführten Kolbens gebildet, wobei die Zylinderdecke dachförmig ausgebildet ist, wobei jeweils die eine der Dachflächen dem Gaseinlassventil und die andere der Dachflächen einem Gasauslassventil zugeordnet ist. Eine Kraftstoffeinspritzdüse mündet nahe einem Eintrittsbereich des Gaseinlasskanals mit ihrer Strahlachse unter einem Winkel zur Zylinderkopfebene in Richtung auf den Bereich des Gasauslassventils in den Zylinder. Die Zündeinrichtung ist in der Zylinderdecke nahe der vertikalen Zylinderachse angeordnet. Im Kolbenboden ist eine muldenförmigen Ausnehmung angeordnet, die sich in etwa in der Mitte des Kolbenbodens erstreckt und die von der Gasauslassseite in Richtung auf die Kraftstoffeinspritzdüse abfallend geneigt ist und an ihrem gaseinlassseitigen Rand wieder ansteigt. Die Strahlachse verläuft, bezogen auf die Zylinderkopfebene, steiler als die Achse des Gaseinlasskanals vor dessen Einmündungsbereich in den Brennraum.

Die DE 197 13 030 A1 offenbart eine vergleichbare Hubkolbenmaschine mit einem Strahlkegel zwischen 30° und 90°, vorzugsweise 60°.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit verbesserter Gemischaufbereitung anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine ist abgesehen von ihren gattungsgemäßen Merkmalen dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlachse einer Kraftstoffeinspritzdüse bezogen auf eine Zylinderkopfebene steiler verläuft als eine in den Brennraum mündende Achse eines Gaseinlasskanals vor dessen Einmündungsbereich in den Brennraum, d.h. dass der Winkel zwischen der Strahlachse und der Zylinderkopfebene größer ist als der Winkel zwischen dem Gaseinlasskanal im Bereich vor der Einmündung in den Brennraum und der Zylinderkopfebene. Vorzugsweise mündet der Gaseinlasskanal so in den Brennraum, dass dessen Achse einen möglichst flachen Winkel zur Zylinderkopfebene bildet und an der Einmündung fast keine Krümmung aufweist, im Gegensatz zur bekannten Anordnung, die in diesem Bereich eine starke Krümmung aufweist und mit flachem Winkel zur Zylinderachse und steilem Winkel zur Zylinderkopfebene in den Brennraum mündet. Senkrecht zur Zylinderkopfebene steht eine Zylinderachse, die mit der Längsachse des Zylinders zusammenfällt. Bezogen auf die Zylinderachse weist die Strahlachse erfindungsgemäß einen kleineren Winkel auf als die Achse des Gaseinlasskanals im Bereich vor der Einmündung. In der erfindungsgemäße Anordnung sind die Gaseinlasskanäle in der Art von so genannten Tumblekanälen ausgebildet, die unter flachem Winkel zur Zylinderkopfebene verlaufen. Bei einer derartigen Hubkolbenbrennkraftmaschine kann sich besonders vorteilhaft während eines Ansaughubs über deren Kolbenboden eine den Einspritzstrahlkegel kreuzende und stark Gemisch verteilende Strömung einstellen, wobei die Strahlachse mit der Zylinderkopfebene einen Strahlwinkel zwischen 25° und 45° bildet, der zwischen 30° und 38° liegt. Damit lässt sich in einem Homogenbetrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine im Volllastbetrieb eine Leistungssteigerung bei besserer Ausnutzung des Kraftstoffs erreichen. Eine bezogen auf die Zylinderdecke untere Strahlkegelmantellinie ist höchstens annähernd parallel zur Zylinderachse ausbildbar. Damit kann eine besonders günstige Gemischaufbereitung erreicht werden, wobei die untere Strahlkegelmantellinie unter einem geringen Winkel von weniger als 25° gegen die Zylinderachse geneigt ist, so dass eine Bauteilbenetzung innerhalb des Zylinders effizient unterbunden werden kann, ohne die Gemischaufbereitung wesentlich zu beeinflussen. Eine derartige Maßnahme wirkt sich vorteilhaft auf die Emissionswerte der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Wenn, gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung, die Kraftstoffeinspritzdüse so in den Brennraum einmündet, dass während eines Ansaughubes über dem Kolbenboden eine den Einspritzstrahlkegel des Einspritzstrahls kreuzende Strömung ausbildbar ist, führt dies zu einer besseren Durchmischung des eingespritzten Kraftstoffs mit der angesaugten Luft. Dies lässt sich besonders günstig durch eine entsprechende Ausbildung des Kolbenbodens unter Berücksichtigung der Strahlachse innerhalb der bevorzugten Winkelbereiche der Strahlachse erreichen.

Es ist zur Erreichung günstiger Strömungsverhältnisse zur verbesserten Gemischaufbereitung zweckmäßig, dass die muldenförmige Ausnehmung im Kolbenboden so gestaltet ist, dass sich während eines Kompressionshubes des Zylinders eine Tumbleströmung ausbildbar ist.

Die Gemischaufbereitung im Brennraum kann weiter verbessert werden, wenn die Kolbengeometrie so ausgebildet ist, dass eine zum Kolbenboden geführte Luftströmung durch die Ausnehmung tumbleartig umlenkbar ist.

Wenn, gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung, eine bezogen auf eine Zylinderdecke obere Strahlkegelmantellinie annähernd parallel zu der Zylinderkopfebene ausbildbar ist, wird eine homogenere Gemischaufbereitung unterstützt und eine Wandbenetzung des Brennraumes mit Kraftstoff vermindert. Die Strahlachse bildet dabei die Winkelhalbierende des Strahlkegels.

Sind seitliche Schultern an der Ausnehmung am Kolbenboden vorgesehen, kann eine nach unten zur Ausnehmung gerichtete Luftströmung tumbleartig umgelenkt und diese Tumbleströmung stabilisiert werden. Insbesondere lässt sich durch die seitlichen Schultern eine Ausbildung einer unerwünschten Querströmung des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffs bzw. des Kraftstoff-Luftgemischs vermeiden. Gleichzeitig kann eine Restschichtfähigkeit des Zylinders beibehalten werden, so dass im Teillastbetrieb ein Schichtladebetrieb möglich ist. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine kann dann im Teillastbetrieb oder im Leerlauf ohne Drosselung der Ansaugluft betrieben werden, ohne dass dabei das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in der Nähe der Zündeinrichtung für eine sichere Zündung zu mager ist. Bevorzugt sind die Schultern an ihren zur Brennraumwand gerichteten Schulternseiten so ausgeführt, dass sie an den dachförmigen Verlauf der Zylinderdecke angepasst sind. Bei dem Kompressionshub des Kolbens können sie als zusätzliche Quetschflächen dienen.

Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
1 einen Schnitt durch einen bevorzugten Zylinder mit einer Einspritzdüsenanordnung gemäß der Erfindung;
2 eine Draufsicht auf einen Zylinder;
3a, b einen Schnitt durch eine Gaseinlasskanalanordnung nach dem Stand der Technik (a) und einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Gaseinlasskanalanordnung (b),
4 eine schematische Darstellung verschiedener Achsen und Strahlkegelmantelliniengemäß der Erfindung;
5 eine Ansicht eines Kolbens mit seitlichen Schultern zum Unterbinden von Querströmungen.
1 zeigt zur Veranschaulichung der Erfindung einen Schnitt durch einen bevorzugten Zylinder 10 mit einer Anordnung einer Kraftstoffeinspritzdüse 23 gemäß der Erfindung. Der Zylinder 10 der nicht weiter dargestellten Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst wenigstens einen Gaseinlasskanal 11 mit einem Gaseinassventil 12 und wenigstens einen Gasauslasskanal 13 mit einem Gasauslassventil 14 sowie wenigstens eine Zündeinrichtung 16 je Zylinder 10, die nahe einem Eintrittsbereich des Gaseinlasskanals 11 neben dem Gaseinlassventil 12 in den Zylinder 10 mündet und in den Brennraum 22 hineinragt. Die Zündeinrichtung 16 ist auf der Zylinderachse 15 des Zylinders 10 angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzdüse 23 ist im Bereich des Gaseinlassventils 12 in einem Zylinderkopf 20 angeordnet und ragt in Richtung auf den Bereich des Gasauslassventils 14 in den Zylinder 10. Vorzugsweise sind je zwei Gaseinlassventile 12, 12' und Gasauslassventile 14, 14' (2) vorgesehen, und die Kraftstoffeinspritzdüse 23 mündet zwischen den beiden Gaseinlassventilen 12, 12' in den Brennraum 22. Die Kraftstoffeinspritzdüse 23 kann beispielsweise eine Hochdruckeinspritzdüse einer so genannten Common-Rail-Anordnung sein. Zwischen der Auflagefläche des Zylinderkopfs 20 auf dem Zylinder 10 und dem Zylinder 10 ist eine nicht dargestellte Zylinderkopfdichtung vorgesehen. Die Auflagefläche liegt in einer Zylinderkopfebene 30. Die Zylinderachse 15 steht senkrecht zu der Zylinderkopfebene 30.
Der Brennraum 22 wird seitlich durch eine Zylinderwand begrenzt und nach oben durch eine Zylinderdecke 17. Nach unten wird der Brennraum 22 durch einen Kolbenboden 41 des im Zylinder 10 hin- und herbeweglich geführten Kolbens 40 begrenzt.
Wie aus 1 ersichtlich sind der Kolbenboden 41 einerseits und die Zylinderdecke 17 andererseits im Vertikalschnitt im Wesentlichen dachförmig ausgebildet, wobei jeweils die eine der Dachflächen 18 dem Gaseinlassventil 12 und die andere der Dachflächen 19 dem Gasauslassventil 14 zugeordnet sind. Die Dachflächen 18, 19 der Zylinderdecke 17 folgen in ihrer Ausrichtung der Ausrichtung der Dachflächen des Kolbenbodens 41. Im Kolbenboden 41 ist eine muldenförmige Ausnehmung 43 vorgesehen, die sich über den Bereich des Dachfirstes 42 auf dem Kolbenboden 41 über dessen beide Dachflächen erstreckt:
Der Gaseinlasskanal 11 weist eine Achse 29 auf, die unter einem Winkel α gegenüber der Zylinderkopfebene 30 verläuft. Im Bereich eines Ventilsitzrings 21 unmittelbar am Übergang zwischen Gaseinlasskanal 11 und Brennraum 22 weist der Gaseinlasskanal 11 eine geringe Krümmung auf. Das Gaseinlassventil 12, das im geschlossenen Zustand des Gaseinlasskanals 11 an dem Ventilsitzring 21 anliegt, mündet mit einem Winkel α in den Brennraum 22, der deutlich steiler zur Zylinderkopfebene 30 orientiert ist als der Gaseinlasskanal 11.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 23 verläuft mit einer Einspritzdüsenachse 32 zur Zylinderkopfebene 30. Die Strahlachse 24 der Kraftstoffeinspritzdüse 23 bildet einen Winkel β zur Zylinderkopfebene 30, wobei die Strahlachse 24 zur Einspritzdüsenachse 32 der Kraftstoffeinspritzdüse 23 geneigt sein kann. Der Strahlwinkel β zwischen der Strahlachse 24 und der Zylinderkopfebene 30 liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 25° und 45° besonders bevorzugt zwischen 30° und 38°.
In 1 ist die Situation bei einem Ansaughub des Kolbens 40 dargestellt, bei dem Verbrennungsluft durch das geöffnete Gaseinlassventil 12 in den Brennraum 22 einströmt und an der muldenförmigen Ausnehmung 43 tumbleartig umgelenkt wird, wie durch den die Strömung 25 kennzeichnenden Pfeil veranschaulicht ist.
Die bevorzugte Ausgestaltung in 2 zeigt eine Aufsicht mit den bereits erwähnten jeweils zwei Gaseinlasskanälen 11, 11' und Gasauslasskanälen 12, 12', wobei in den Figuren jeweils gleiche Bezugszeichen für gleich bleibende Elemente verwendet wer den. Die Ausnehmung 43 ist so gestaltet, dass sowohl während eines Ansaughubes, bei dem sich der Kolben 40 nach unten bewegt, als auch während eines Kompressionshubes des Kolbens 40, bei dem sich der Kolben nach oben bewegt, über dem Kolbenboden 41 eine Tumbleströmung mit Richtungsumkehr des strömenden Mediums ausbildbar ist. Am Rand der Ausnehmung 43 sind umfangseitig sich gegenüberliegende Schultern 44, 45 angeordnet.
3a, b verdeutlicht den unterschiedlichen Verlauf eines Gaseinlasskanals 50 im Stand der Technik und gemäß der Erfindung. 3a zeigt eine Anordnung aus der vorne zitierten DE 197 41 380 C2 . Der Gaseinlasskanal 50 verläuft vor seiner Einmündung in einen Brennraum mit einer ersten Kanalachse 51 und im Bereich der Einmündung mit einer zweiten Kanalachse 52 auf, wobei die zweite Kanalachse 52 deutlich steiler verläuft als die erste Kanalachse 51. In einem Übergangsbereich A vor der Einmündung von der ersten zu der zweiten Kanalachse 51, 52 zeigt der Gaseinlasskanal 50 eine deutliche Krümmung, die in ihrer Höhe bezogen auf die zweite Kanalachse 52 ein Mehrfaches einer Höhe H1 eines Ventiltellers 55 beträgt. Eine Verlängerung der ersten Kanalachse 51 Richtung Brennraum schneidet eine Eintrittsöffnung des Gaseinlasskanals 50 in den Brennraum am Rand oder sogar eine Wand des Gaseinlasskanals 50. Zwischen einer Ventilachse 54 eines Gaseinlassventils 53 und der zweiten Kanalachse 52 ist ein relativ geringer Winkel eingeschlossen. Dagegen zeigt die erfindungsgemäße Anordnung in 3b einen flacheren Verlauf eines Gaseinlasskanals 11 mit einer Achse 29, der eine wesentlich geringere Krümmung aufweist als der Gaseinlasskanal 50. Die Krümmung in einem Bereich B an der Einmündung in einen Brennraum nimmt eine Höhe H2 ein, die im Wesentlichen einer Höhe eines Ventiltellers 33 entspricht. Eine Verlängerung der Achse 29 vor dem Bereich B der Krümmung schneidet die Wandung des Gaseinlasskanals 11 nicht, sondern schneidet eine Eintrittsöffnung des Gaseinlasskanals 11 etwa in deren Zentrum.
4 verdeutlicht in einer schematischen Darstellung verschiedener Achsen 29, 31, 24 und Strahlkegelmantellinien 26, 27 gemäß der Erfindung. Der unter einer Strahlachse 24 eingespritzte Kraftstoff fächert sich zu einem Strahlkegel auf, der durch eine obere und untere Strahlkegelmantellinie 26, 27 begrenzt ist. Die bezogen auf die Zylinderdecke 17 (siehe 1) obere Strahlkegelmantellinie 26 ist annähernd parallel zu der Zylinderkopfebene 30 ausgebildet und kann beispielsweise auch um einen kleinen Winkel über oder unter der Zylinderkopfebene 30 liegen. Die bezogen auf die Zylinderdecke 17 untere Strahlkegelmantellinie 27 ist maximal parallel zur Zylinderachse 15 ausgebildet, wobei die untere Strahlkegelmantellinie 27 vorzugsweise unter einem Winkel γ von weniger als 25° gegen die Zylinderachse 15 geneigt ist. Erkennbar ist, dass die Strahlachse 24 mit einem größeren Winkel β gegen die Zylinderkopfebene 30 geneigt ist als die Achse 29 des Gaskanals 11 vor dem Einmündungsbereich, die mit einem kleineren Winkel α gegen die Zylinderkopfebene 30 geneigt ist. Die Einspritzdüsenachse 32 der Kraftstoffeinspritzdüse 23 ist gegenüber der Strahlachse 24 geneigt und weist in diesem Beispiel einen kleineren Winkel als die Achse 29 gegenüber der Zylinderkopfebene 30 auf. Dies ist jedoch nicht zwingend, der Winkel kann auch größer sein.
Die Ausbildung des Kolbenbodens in 5 stellt eine bevorzugte Kolbengeometrie dar, bei der eine zum Kolbenboden 41 geführte Luftströmung durch die Ausnehmung 43 tumbleartig umgelenkt ist. Die Einspritzrichtung des Kraftstoffs ist durch einen Pfeil von links unten nach rechts oben dargestellt. Die sich umfangseitig gegenüber liegenden seitlichen Schultern 44, 45 am Rand der Ausnehmung 43 im Kolbenboden 41 bewirken ein effektives Unterbinden von Querströmungen des Strahlkegels 28 (siehe 4) bzw. des Luft-Kraftstoffgemischs. Die Schultern 44, 45 an den dachförmigen Verlauf der Zylinderdecke 17 angepasst und folgen an ihren zur Brennraumwand gerichteten Schulternseiten der Krümmung des Brennraums. Ihre Oberseite steigt von der Einspritzseite des Kraftstoffs her an und fällt jenseits der Mitte des Kolbenbodens 41 wieder ab. Die Schultern 44, 45 können so bei einem Kompressionshub als zusätzliche Quetschfläche zur besseren Kompression des Luft-Kraftstoffgemischs dienen.

10: Zylinder
11: Gaseinlasskanal
12: Gaseinlassventil
13: Gasauslasskanal
14: Gasauslassventil
15: Zylinderachse
16: Zündkerze
17: Zylinderdecke
18: Dachfläche
19: Dachfläche
20: Zylinderkopf
21: Ventilsitzring
22: Brennraum
23: Kraftstoffeinspritzdüse
24: Strahlachse
25: Luftströmung
26: obere Kegelmantellinie
27: untere Kegelmantellinie
28: Strahlkegel
29: Achse
30: Zylinderkopfebene
31: Ventilachse
32: Einspritzdüsenachse
33: Ventilteller
40: Kolben
41: Kolbenboden
42: First
43: Ausnehmung
44: Schulter
45: Schulter
50: Gaseinlasskanal
51: erste Kanalachse
52: zweite Kanalachse
53: Gaseinlassventil
54: Ventilachse
55: Ventilteller
A: Übergangsbereich
B: Übergangsbereich
H1: Höhe
H2: Höhe
α: Winkel
β: Winkel
γ: Winkel

Claims

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem unter einem Winkel (α) bezogen auf eine Zylinderkopfebene (30) verlaufenden Achse (29) eines Gaseinlasskanals (11) mit einem Gaseinlassventil (12) und wenigstens einer Zündeinrichtung (16) je Zylinder (10) und mit einem durch eine Zylinderdecke (17) und einen Kolbenboden (41) eines im Zylinder (10) hin- und herbeweglich geführten Kolbens (40) gebildeten Brennraum (22), wobei die Zylinderdecke (17) dachförmig ausgebildet ist, wobei jeweils die eine der Dachflächen (18) dem Gaseinlassventil (12) und die andere der Dachflächen (19) einem Gasauslassventil (14) zugeordnet ist, sowie mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (23), die nahe einem Eintrittsbereich des Gaseinlasskanals (11) mit ihrer Strahlachse (24) unter einem Winkel (β) zur Zylinderkopfebene (30) in Richtung auf den Bereich des Gasauslassventils (14) in den Zylinder (10) mündet und mit der Zündeinrichtung (16), die in der Zylinderdecke (17) nahe der vertikalen Zylinderachse (15) angeordnet ist, sowie mit einer im Kolbenboden (41) angeordneten muldenförmigen Ausnehmung (43), die sich in etwa in der Mitte des Kolbenbodens (41) erstreckt und die von der Gasauslassseite in Richtung auf die Kraftstoffeinspritzdüse (23) abfallend geneigt ist und an ihrem gaseinlassseitigen Rand wieder ansteigt, wobei die Strahlachse (24) bezogen auf die Zylinderkopfebene (30) steiler verläuft als die Achse (29) des Gaseinlasskanals (11) vor dessen Einmündungsbereich in den Brennraum (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlachse (24) mit der Zylinderkopfebene (30) einen Strahlwinkel (β) zwischen 30° und 38° bildet und eine bezogen auf die Zylinderdecke (17) untere Strahlkegelmantellinie (27) höchstens annähernd parallel zur Zylinderachse (15) ausbildbar und unter einem Winkel (γ) von weniger als 25° gegen die Zylinderachse (15) geneigt ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzdüse (23) so in den Brennraum (22) einmündet, dass während eines Ansaughubes zum Ansaugen von Verbrennungsluft über dem Kolbenboden (41) eine einen Einspritzstrahlkegel (28) eines Einspritzstrahls kreuzende Strömung ausbildbar ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (43) so gestaltet ist, dass während eines Kompressionshubes des Kolbens (40) über dem Kolbenboden (41) eine Tumbleströmung ausbildbar ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bezogen auf die Zylinderdecke (17) obere Strahlkegelmantellinie (26) annähernd parallel zu der Zylinderkopfebene (30) ausbildbar ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbengeometrie so ausgebildet ist, dass eine zum Kolbenboden (41) geführte Luftströmung durch die Ausnehmung (43) tumbleartig umlenkbar ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ausnehmung (43) im Kolbenboden (41) seitliche Schultern (44, 45) vorgesehen sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern (44, 45) an ihren zur Brennraumwand gerichteten Schulternseiten den dachförmigen Verlauf der Zylinderdecke (17) angepasst sind.