DE102004043143A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entflammung von Kraftstoff-Luft-Gemischen bei einem Gas-Verbrennungsmotor mit Vorkammerzündung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit Vorrichtungen zur Entflammung von mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen bei einem mit unter Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor mit Vorkammer, insbesondere mit einer Vorkammerzündkerze, wobei die Vorkammer der Vorkammerzündkerze insbesondere über mehrere Überströmkanäle mit dem Hauptbrennraum verbunden ist. Dabei wird eine kleine Zusatzmenge von Kraftstoff mit Hilfe einer Hochdruck-Direkteinspritzung einer Kleinmenge in den Hauptbrennraum in die Vorkammer eingebracht, um das dort vorhandene Gemisch anzufetten. Durch die Gemischanfettung werden einerseits die Zündbedingungen in der Vorkammer verbessert und andererseits als Folge einer sehr schnellen Energieumsetzung in der Vorkammer Fackelstrahlen erzeugt, die mit sehr hoher Austrittsgeschwindigkeit in den Hauptbrennraum gelangen, um dort eine sichere, schnelle und gleichmäßige Entflammung des mageren Kraftstoff-Luft-Gemischs zu bewirken.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit Vorrichtungen zur Entflammung von mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen bei einem mit unter Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoff betrieben Verbrennungsmotor mit Vorkammer, insbesondere Vorkammerzündkerze, wobei die Vorkammer insbesondere über mehrere Überströmkanäle mit dem Hauptbrennraum verbunden ist. Dabei wird ein kleiner Teil des Kraftstoffs in Form einer Zusatzmenge in die Vorkammer eingebracht, um das dort vorhandene Gemisch anzufetten. Durch die Gemischanfettung werden einerseits die Zündbedingungen in der Vorkammer verbessert und andererseits als Folge einer sehr schnellen Energieumsetzung in der Vorkammer Fackelstrahlen erzeugt, die mit sehr hoher Austrittsgeschwindigkeit in den Hauptbrennraum gelangen um dort eine sichere, schnelle und gleichmäßige Entflammung des mageren Kraftstoff-Luft-Gemischs zu bewirken.
  • Verfahren zur Entflammung von sehr mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen bei einem Verbrennungsmotor mit Vorkammerzündung mit Einbringen einer Zusatzmenge eines insbesondere gasförmigen Kraftstoffs in eine Vorkammer sind nach dem Stand der Technik bekannt ( DE3709976 , DE 10016558 ). Bei dem erstgenannten Verfahren ( DE3709976 ) wird der gasförmige Kraftstoff während des Verdichtungshubs der BKM über einen Versorgungskanal mit Rückschlagventil in den Bereich mindestens eines Überströmkanals außerhalb der Vorkammer gebracht, wobei ein Teil dieser Menge und das magere Gemisch aus dem Hauptbrennraum gemeinsam bei guter Vermischung in die Vorkammer strömen und dort gezündet werden. Bei diesem Verfahren ist die Vorkammer insbesondere in eine Zündkerze integriert. Von Nachteil ist hierbei, dass die Zumessung einer Kleinmenge über ein Rückschlagventil ungenau ist und nur ein Teil der Kleinmenge vergleichsweise spät in die Vorkammer gelangt, was zu Problemen bei der Homogenisierung des Gemischs in der Vorkammer führt. Nachteilig ist auch die hohe thermische Belastung des zur Steuerung dienenden Rückschlagventils, was im Langzeitbetrieb zu Ausfällen führt.
  • Zur Vermeidung der vorgenannten Probleme wird bei dem Verfahren nach DE 10016558 die gasförmige Zusatzmenge während des Verdichtungshubs der BKM über einen dünnen kapillarähnlichen Versorgungskanal direkt der Vorkammer zugeführt. Dabei wird durch eine entsprechende geometrische Gestaltung von Zulaufbohrungen in die Vorkammer eine deutlich bessere Gemischbildung und Homogenisierung sowie Zündung in der Vorkammer erreicht. Das vorzugsweise magnetisch ansteuerbare Steuerventil für die Kleinmenge wird hier zur Vermeidung von thermischen Problemen in einem größeren Abstand zur Vorkammer angeordnet. Die dünne Kapillare dient u.a. dazu, eine Längsvermischung von verbanntem Gemisch aus der Vorkammer mit dem Restkraftstoff aus dem vorausgehenden Arbeitsspiel in der Zuleitung in sehr engen Grenzen zu halten. Zudem wird hierdurch nur eine sehr geringe Wärmeübertragung vom verbrannten Gemisch auf die Zuleitung ermöglicht. Bei dem Verfahren nach DE 10016558 besteht aber die Gefahr, dass die Zuführungsleitung des Kraftstoffs zur Vorkammer als Folge von Ablagerungen unverbrannter Gasbestandteile zusetzt. Zudem ist die Herstellung einer dünnen Kapillare aufwändig und die Anordnung eines Kapillarträgers, z.B. in Form eines zweiteiligen Rohres im Zylinderkopf wegen der dort vorhandenen Wasser- und Luftkanäle problematisch. Bei beiden Verfahren erfolgt die Zumessung der in den Hauptbrennraum eingebrachten Hauptmenge des Kraftstoffs (z.B. Flüssiggas (LPG) oder Erdgas (CNG)) entweder über ein oder mehrere Zumessorgane im Saugrohr oder durch eine Direkteinblasung in den Brennraum.
  • Bei einem neuen Verfahren zur Entflammung von mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen bei einem Verbrennungsmotor mit Vorkammerzündeinrichtung und Niederdruckeinspritzung von flüssigem Kraftstoff (Aktenzeichen 10 2004 039 818.6) wird zur lokalen Anfettung des Gemischs mit einer Zusatzmenge von Kraftstoff in der Vorkammer eine Kleinmenge von flüssigem Kraftstoff nach Einspitzung in Richtung auf eine kleine Kolbenmulde und Zwischenspeicherung in dieser in die Vorkammer eingebracht, wobei nachfolgend der Kraftstoff nach Eintauchen der Vorkammer in die Kolbenmulde zu wesentlichen Anteilen flüssig und/oder verdampft und mit Brennraumgas vermischt über Überströmkanäle in die Vorkammer gesaugt und in dieser gezündet wird.
  • Alternativ wird der Kraftstoffstrahl direkt in Richtung auf die Vorkammer gerichtet. Dieses Verfahren ist in der vorgeschlagenen Form nur für flüssige Kraftstoffe geeignet und zielt darauf ab, durch die Verwendung einer Niederdruckeinspritzung in Kombination mit einer Saugrohreinspritzung für die Hauptmenge des Kraftstoffs eine aufwändige Hochdruckpumpe mit einem erheblichen Leistungsbedarf und komplizierten Einspritzventilen mit variablen Eigenschaften zu vermeiden. Bei Verbrennungsmotoren, die mit bei Normalbedingungen gasförmigem Kraftstoff betrieben werden, wird dieser aber im Allgemeinen aus einem Hochdruckspeicher entnommen (LPG, CNG).
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem mit bei Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoff betrieben Verbrennungsmotor mit Vorkammerzündeinrichtung mit Zuführung einer kleinen Zusatzmenge von Kraftstoff in die Vorkammer den Herstellungsaufwand und die Störempfindlichkeit zu vermindern und die Montage zu vereinfachen. Gleichzeitig soll dabei eine saubere Trennung der Funktionen von Kraftstoffzuführung für die Hauptmenge, Kraftstoffzuführung in die Vorkammer sowie der Gemischbildung in der Vorkammer eine Verbesserung des Zündung in der Vorkammer und damit der Verbrennung im Hauptbrenntraum erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein bei Normalbedingungen gasförmiger Kraftstoff zur Anreicherung des Gemischs in einer Vorkammer eine unter Hochdruck stehende Kleinmenge direkt in den Hauptbrennraum eingespritzt wird, wobei die Hauptmenge des Kraftstoffs durch eine Saugrohreinspritzung oder Vergasereinrichtung im Saugrohr dem Hauptbrennraum zugeführt wird. Die Erzeugung eines gleichmäßig hohen Drucks für die Kleinmenge des Kraftstoffs kann dabei beispielhaft durch eine besonders klein dimensionierte Hochdruckpumpe für die Kleinmenge erfolgen.
  • Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren kann aber auf diese Pumpe verzichtet bzw. die notwendige Leistung der Pumpe deutlich vermindert werden. In diesem Fall besteht der Tank aus zwei Tankteilen, wobei ein erster großer Teil den Kraftstoff für die Hauptmengeneinspritzung und der zweite kleiner Teil den Kraftstoff für die Kleinmengeneinspritzung enthält. Dabei sind beide Tankteile insbesondere über eine Leitung verbunden, die im Zusammenhang mit dem Tankvorgang, der bei hohem Druck erfolgt, durch ein Ventil geöffnet und danach dichtend verschossen wird.
  • Die beiden Tankteile sind insbesondere so bemessen, dass bei dem Betrieb des Motors der Druck im großen Tankteil schneller absinkt als im kleinen Tankteil und damit in Verbindung mit einer Drosselung des Kraftstoffdrucks in der Ableitung des großen Tanks der Druck im kleinen Tank und damit am einzelnen Einspritzventil für die Kleinstmenge immer deutlich größer ist als vor dem Ventil bzw. den Ventilen für die Einspritzung der Hauptmenge.
  • Die Kleinmenge des Kraftstoffs für die Gemischanreicherung in der Vorkammer wird während der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes, vorzugsweise bei einem Kurbelwinkel kleiner als 90 ° vor dem Oberen Totpunkt (OT) in Richtung auf eine Kolbenmulde gerichtet in den Brennraum eingespritzt, wobei nachfolgend der Kraftstoff nach Eintauchen der Vorkammer in die Kolbenmulde mit Brennraumgas vermischt über Verbindungskanäle in die Vorkammer gesaugt wird. Alternativ wird der Einspritzstrahl direkt in Richtung auf Vorkammer gerichtet in den Brennraum eingespritzt, wobei nachfolgend der Kraftstoff mit Brennraumgas vermischt über Verbindungskanäle in die Vorkammer gesaugt und in dieser gezündet wird. Die Einspritzung erfolgt im ersten Fall unter einem großen Neigungswinkel gegenüber der Kolbenoberfläche von insbesondere größer als 60 °, im zweiten Fall unter einem kleinen Neigungswinkel von insbesondere kleiner als 30 °.
  • Beim Verfahren, bei dem der Einspritzstrahl direkt in Richtung auf die Vorkammer gerichtet ist besitzt die Vorkammer eine Vielzahl Überströmkanäle, die vorteilhaft in mehreren Ebenen angeordnet und im vorderen Teil konisch ausgebildet sind. Die Vorkammer ist in beiden Fällen insbesondere Teil einer Vorkammer-Zündkerze.
  • Damit Fertigungsstreuungen und Alterungserscheinungen kompensiert werden, wird die Kleinmenge und damit die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer direkt oder indirekt geregelt. Dabei wird insbesondere die Gemischzusammensetzung zum Zündzeitpunkt durch Messung des Ionenstroms in der Vorkammer an den Zündelektroden nach dem Einleiten der Zündung bestimmt.
  • Alternativ wird die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer nach Messung der Laufruhe (Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit an der Kurbelwelle) des Motors mit dieser Größe geregelt ( DE2449836 folgende).
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen beispielhaften Vierzylinder Verbrennungsmotor mit jeweils 4 Vorkammern bzw. Vorkammerzündkerzen, 4 Einspritzventilen für die Saugrohreinspritzung und den 4 Einspritzventilen für die Kleinmengen-Direkteinspritzung sowie die Kraftstoffversorgung.
  • 2 einen Schnitt durch den Brennraum eines Zylinders, mit einer Vorkammer, insbesondere einer Vorkammerzündkerze, Einspritzventil und Einspritzstrahl für die Kleinmenge in Richtung auf eine Kolbenmulde.
  • 3 einen Schnitt durch den Brennraum eines Zylinders, mit einer Vorkammer, insbesondere einer Vorkammerzündkerze, Einspritzdüse und Einspritzstrahl für die Kleinmenge in Richtung auf die Vorkammer.
  • 4 einen Teilschnitt durch die Vorkammer, insbesondere einer Vorkammerzündkerze mit Einspritzstrahl für die Kleinmenge in Richtung auf die Vorkammer.
  • 1 zeigt beispielhaft einen Vierzylinder Verbrennungsmotor (1) mit der jeweiligen Vorkammerzündung (2), den 4 Einspritzventilen für die Saugrohreinspritzung (3) und den 4 Einspritzventilen für die Hochdruck-Direkteinspritzung für die Kleinmenge (4). Die Versorgung der Einspritzventile mit Kraftstoff erfolgt dabei aus einem Hochdruck-Tank (5). Dabei wird aus einem größeren Tankteil 5a die Hauptmenge des Kraftstoffs entnommen wird und über eine erste Leitung (6), einem Reduzierventil (7) und einer ersten Verteilerleiste (8) zu den Ventilen für die Saugrohreinspritzung (3) geführt.
  • Die Einspritzventile für die Hochdruck-Direkteinspritzung der Kleinmenge (4) werden über eine zweite Leitung (9) und eine Verteilerleiste (10) mit unter hohem Druck stehenden gasförmigen Kraftstoff versorgt, der dem Tankteil 5b entnommen wird. Zur Aufrechterhaltung eines hohen Tankdrucks wird ein Steuerventil (11) verwendet, das zwischen den Tankteilen 5a und 5b angeordnet ist und das beim Tankvorgang geöffnet und danach wieder geschlossen wird. Das Steuerventil kann als Magnetventil oder als Rückschlagventil ausgebildet sein. Wichtig ist, dass der Tank so groß bzw. die Entnahmemenge so klein ist, dass bei einer mittleren Entnahmemenge von z.B. 5 % der insgesamt den Tankteilen 5a und 5b entnommenen Menge, zwischen zwei Tankvorgängen immer ein für die Direkteinspritzung ausreichend hoher Systemdruck, von z.B. 100 bar im Tankteil 5b erhalten bleibt. Selbstverständlich ist es auch möglich, auf die Zweiteilung des Tanks (5) zu verzichten und stattdessen im Förderkreis für die Kleinmenge des Kraftstoffs eine kleine Hochdruck-Förderpumpe (91) anzuordnen.
  • Zur Verbesserung der Zündungs- und Verbrennungseigenschaften kann bei ausgewählten Kraftstoffen mit hohem Wasserstoff-Anteil (z.B. Erdgas) das Kleinmengen-Gas auch alternativ über eine Leitung (12) durch einen Reaktor (13) geführt werden, wobei in dem Reaktor z.B. durch eine Plasmabehandlung eine teilweise Umsetzung des Methan zu Wasserstoff durchgeführt wird. Auch hier kann bei Bedarf eine Hochdruckpumpe für die Kleinmenge in der Leitung (12) angeordnet sein.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch einen Brennraum (14) eins Zylinders des Motors mit Zylinderkopf (15), Motorblock (16), Kolben (17) und Kolbenmulde (18). Die Direkteinspritzung der Kleinmenge zur Gemischanreicherung in der Vorkammer, erfolgt mit einem Kleinmengen-Hochdruck-Einspritzventil (19) in Anlehnung an ein bekanntes Verfahren mit einer Hochdruckeinspritzung für flüssigen Kraftstoff ( DE19714796 ), wobei der Kraftstoffstrahl (20) einen Ausbreitungswinkel von vorzugsweise kleiner als 30 ° aufweist. Der Stahl ist im Wesentlichen in Richtung auf die Kolbenmulde (18) gerichtet, wobei der Kraftstoff dort zwischengespeichert wird und nach dem Eintauchen des Vorkammergehäuses (21) in die Kolbenmulde, als Folge der Kolbenbewegung im Verdichtungstakt, mit Brennraumgas vermischt über die Überströmkanäle (22') in die Vorkammer gesaugt und in dieser gezündet wird. Die Vorkammer ist vorzugsweise Teil einer Vorkammerzündkerze (23).
  • 3 zeigt einen Schnitt durch einen Brennraum (14') eins Zylinders des Motors mit Zylinderkopf (15'), Motorblock (16') und Kolben (17'), wobei der Einspritzstrahl (20') des Ventils (19') für die Kleinmenge des Kraftstoffs im Wesentlichen in Richtung auf das Vorkammergehäuse (21') einer Vorkammerzündkerze (23') gerichtet ist. Dabei wird der Kraftstoff mit Brennraumgas vermischt über eine Vielzahl von Überströmkanälen (22') in die Vorkammer gesaugt und in dieser gezündet.
  • Damit eine möglichst große Menge des abgespritzten Kraftstoffs über die Überströmkanäle in die Vorkammer gelangt, ist der Kraftstoffstrahl so dimensioniert, dass eine größere Anzahl der Überströmkanäle vom Kraftstoff unmittelbar getroffen wird. Der Ausbreitungswinkel liegt vorzugsweise bei einem Wert von größer als 20 °.
  • 4 zeigt einen Teilschnitt durch die Vorkammer (21''), insbesondere einer Vorkammerzündkerze (23'') sowie den vorderen Teil des Einspritzstrahls (20'') nach 3. Dabei besitzt die Vorkammer eine Vielzahl von Überströmkanälen (22''), von denen ein Teil, insbesondere die dem Strahl unmittelbar zugeordneten (22a'') von dem direkt eingespritzten Kleinstmengen- Kraftstoffstrahl getroffen werden. Die Überströmkanäle sind dabei insbesondere im vorderen Teil konisch ausgebildet (24), so dass der Kraftstoff der nicht direkt in das Innere der Vorkammer (25) aber in den konischen Bereich (24) gelangt, durch das während des Verdichtungstakts in das Innere der Vorkammer strömende magere Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Hauptbrennraum 14'' mitgerissen und in die Vorkammer transportiert wird. Dabei wird in der Vorkammer (25) ein besonders gut zündfähiges Gemisch gebildet. Nach Funkenzündung des „angefetteten" Gemischs in dem hier beispielhaft radial ausgebildeten Elektrodenspalt (26) innerhalb der Vorkammer (25), kommt es dort zu einer sehr schnellen Energieumsetzung des angefetteten Kraftstoff-Luft-Gemischs, wodurch eine Vielzahl von Fackelstrahlen mit besonders hoher Austrittsgeschwindigkeit in den Hauptbrennraum hinein erzeugt werden. Um dabei die Energieumsetzung im Zentrum des Hauptbrennraums (14'') zu verbessern, ist im vorderen Bereich der Vorkammer ein weiterer Überströmkanal (27) angeordnet.
  • Die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer wird direkt oder indirekt bestimmt und zur Regelung verwendet, wobei vorzugsweise die Gemischzusammensetzung zum Zündzeitpunkt optimal eingestellt wird. Als Messgröße kommen dabei insbesondere in der Vorkammer selbst bestimmte Messsignale in Frage (Gaskomponente, Druck, Flammenleuchten, Ionenstrom) wobei der an den Zündelektroden nach dem Einleiten der Zündung bestimmte Ionenstrom eine erfolgreich erprobte Größe ist, die sich zur Regelung der Kleinmenge besonders gut eignet ( DE19819179 ).
  • Alternativ wird die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer nach Messung der Laufruhe (Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit an der Kurbelwelle) des Motors mit dieser Größe geregelt (z.B. DE2449836 ).

Claims (28)

  1. Verfahren zur Zündung eines mit einem bei Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoff betrieben Verbrennungsmotors mit Vorkammerzündeinrichtung, wobei eine Zusatzmenge des Kraftstoffs zur Anreicherung des Gemischs in die Vorkammer eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kleinmenge von Kraftstoff durch eine zugeordnete Hochdruck-Direkteinspritzung in den Hauptbrennraum eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptmenge des Kraftstoffs entweder durch eine Saugrohreinspritzung oder Vergasereinrichtung im Saugrohr dem Hauptbrennraum zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptmenge und die Kleinmenge des Kraftstoffs einem gemeinsamen Tank entnommen werden 4. Verfahren nach Anspruch 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptmenge und die Kleinmenge des Kraftstoffs im Tank nach dem Tankvorgang unter einem hohen Systemdruck stehen.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherstellung eines ausreichenden Hochdrucks für die Kleinmenge eine Kleinmengen-Hochdruckpumpe verwendet wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruck für die Kleinmenge vor den Kleinmengen Einspritzventilen größer als 50 bar, vorzugsweise größer als 100 bar ist.
  6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüchen 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank aus zwei Tankteilen besteht, wobei ein erster großer Teil den Kraftstoff für die Hauptmengeneinspritzung und der zweite kleiner Teil den Kraftstoff für die Kleinmengeneinspritzung enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tankteile über eine Leitung verbunden sind, die im Zusammenhang mit dem Tankvorgang, der bei hohem Druck erfolgt, durch ein Ventil geöffnet und danach im Wesentlichen dichtend verschossen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tankteile über eine Leitung verbunden sind, die im Zusammenhang mit dem Tankvorgang durch ein Rückschlagventil geöffnet und danach im Wesentlichen dichtend verschossen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tankteile so bemessen sind, dass bei dem Betrieb des Motors der Druck im großen Tankteil deutlich schneller absinkt als im zweiten Tankteil.
  10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit einer Drosselung des Kraftstoffdrucks in der Ableitung des großen Tanks der Druck im kleinen Tank und damit am einzelnen Einspritzventil für die Kleinmenge immer deutlich größer ist als vor dem bzw. den Ventilen für die Einspritzung der Hauptmenge.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 – 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff wasserstoffreich ist und insbesondere im Wesentlichen Methan enthält.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff zwischen dem kleinen Tank und dem Einspritzventil in einem Reaktor zumindest teilweise chemisch umgesetzt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das im Reaktor erzeugte Produktgemisch Wasserstoff enthält und insbesondere vor den Einspritzventilen noch auf einen erhöhten Druck verdichtet wird.
  14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 – 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinmenge des Kraftstoffs für die Versorgung der Vorkammer mit einer Zusatzmenge im Wesentlichen während der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes, vorzugsweise bei einem Kurbelwinkel kleiner als 90 ° vor dem Oberen Totpunkt (OT) in den Brennraum eingespritzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzstrahl für die Kleinmenge im Wesentlichen in Richtung auf eine Kolbenmulde gerichtet in den Brennraum eingespritzt ist, wobei nachfolgend große Teile des Kraftstoffs nach Eintauchen der Vorkammer in die Kolbenmulde über Verbindungskanäle in die Vorkammer gesaugt werden und dort in Form einer Zusatzmenge das Gemisch anreichern und in der Vorkammer gezündet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzstrahl für die Kleinmenge des Gases im Wesentlichen in Richtung auf eine Vorkammer gerichtet in den Brennraum eingespritzt wird, wobei nachfolgend große Teile des Kraftstoffs über Verbindungskanäle in die Vorkammer gesaugt werden und dort in Form einer Zusatzmenge das Gemisch anreichern und in der Vorkammer gezündet werden.
  17. Anordnung für das Verfahren nach den Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Einspritzstrahls für die Kleinmenge des Gases einen großen Neigungswinkel gegenüber der Kolbenoberfläche aufweist, wobei der Neigungswinkel insbesondere größer als 60 ° ist.
  18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Einspritzstrahls für die Kleinmenge des Gases einen kleinen Neigungswinkel gegenüber der Kolbenoberfläche aufweist, wobei der Neigungswinkel insbesondere kleiner als 30 ° ist
  19. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer eine Vielzahl Überströmkanäle enthält.
  20. Anordnung nach den Ansprüchen 20 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Überströmkanäle von dem direkt eingespritzten Kleinstmengen Kraftstoffstrahl zumindest teilweise getroffen werden.
  21. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Überströmkanäle in Richtung auf den Kraftstoffstrahl teilweise konisch ausgebildet ist.
  22. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Überströmkanäle in Richtung auf den Kraftstoffstrahl teilweise konisch ausgebildet ist und zum Inneren der Vorkammer hin ein Abschnitt zylindrisch ausgebildet ist.
  23. Anordnung nach den Ansprüchen 1 – 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer Teil einer Vorkammerzündkerze ist.
  24. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer direkt oder indirekt bestimmt und zur Regelung verwendet wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer zum Zündzeitpunkt bestimmt und zur Regelung verwendet wird.
  26. Verfahren nach den Ansprüchen 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Vorkammer selbst bestimmtes Messsignal zur Regelung der Kleinmenge verwendet wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 – 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer durch Messung des Ionenstroms in der Vorkammer an den Zündelektroden nach dem Einleiten der Zündung bestimmt und die Größe zur Regelung der Kleinmenge verwendet wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischzusammensetzung in der Vorkammer durch Messung der Laufruhe (Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit an der Kurbelwelle) des Motors indirekt bestimmt und die Größe zur Regelung der Kleinmenge verwendet wird.
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