DE102004058244A1

DE102004058244A1 - Direkteinspritzmotor

Info

Publication number: DE102004058244A1
Application number: DE102004058244A
Authority: DE
Inventors: Chul Ho Yu
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: KR100588542B1; CN100400818C; JP4601401B2; KR20050069051A; DE102004058244B4; JP2005195001A; US20050139190A1; US6928997B2; CN1637245A

Abstract

Direkteinspritzmotor, aufweisend eine Brennkammer (126), die zwischen einer unteren Fläche eines Zylinderkopfes (102) mit einer Satteldachform und einer oberen Fläche eines Kolbenkopfes mit einem der Form der unteren Fläche des Zylinderkopfes (102) entpsrechenden satteldachförmig vorstehenden Abschnitt (138) ausgebildet ist, ein Einlassventil (114) und ein Auslassventil (116), die in einem Einlasskanal (110) bzw. einem Auslasskanal (112) angeordnet sind, die in dem Zylinderkopf (102) ausgebildet sind, eine Zündkerze (152), die in dem Zylinderkopf (102) angeordnet ist, und eine Kraftstoffeinspritzdüse (136) zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (126) hinein, wobei der vorstehende Abschnitt (138) des Kolbenkopfes von einer Zylindermittelachse zu einer Auslassventilseite hin versetzt ausgebildet ist, eine Mulde (140) in dem vorstehenden Abschnitt (138) in Richtung senkrecht zur Richtung einer Kurbelwellenachse ausgebildet ist, ein auslassventilseitiger Abschnitt der Mulde (140) geöffnet ist, die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde (140) größer als die Breite deren einlasseventilseitigen Abschnitts ist, Seitenwände der Mulde (140) als gekrümmte Flächen ausgebildet sind, die zu der Außenseite hin eingedrückt sind, eine Bodenfläche (142) der Mulde (140) derart abgeschrägt ist, dass die Tiefe der Mulde (140) mit Annäherung an den einlassventilseitigen Abschnitt größer wird, und der Einlasskanal (110) derart ausgebildet ist, dass sich ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Direkteinspritzmotor, und insbesondere einen Direkteinspritzmotor, bei dem die Ansaugluftströmung verwirbelt wird, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und die Menge an schädlichem Abgas während des Kaltstarts zu verringern.
Ein Benzindirekteinspritzmotor ist ein Motor, der die Vorteile sowohl eines Benzinmotors als auch eines Dieselmotors hat, um die Anforderungen an eine hohe Wirtschaftlichkeit zu erfüllen. Beim Benzindirekteinspritzmotor wird Kraftstoff direkt in eine Brennkammer eingespritzt.
Beim Benzindirekteinspritzmotor ist die Ansaugströmung ein sehr wichtiger Faktor zur Bestimmung der Motoreffizienz. Die Ansaugströmung wird durch die Form der Ansaugkanäle, der Brennkammer und der Kolben bestimmt. Entwicklungen der Ansaugströmungscharakteristika wurden kontinuierlich durchgeführt, um die Wandströmung der Ansaugluft zu verhindern und eine Mischung der Ansaugluft mit dem Kraftstoff in einem kurzen Zeitraum zu erreichen.

Verschiedene derartige Motoren sind bekannt. Zum Beispiel ist ein Benzindirekteinspritzmotor in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2001-0059601 offenbart.

Wie in 8 bis 10 gezeigt ist, weist der oben genannte Benzindirekteinspritzmotor eine Brennkammer 26, die durch eine untere Fläche eines Zylinderkopfes 2 und eine obere Fläche eines in einem Zylinder angeordneten Kolbens 8 definiert ist, ein Einlassventil 14 und ein Auslassventil 16, die innerhalb eines Einlasskanals 10 bzw. eines Auslasskanals 12 angeordnet sind, die an beiden Seiten des Zylinderkopfes 2 ausgebildet sind, eine Zündkerze 46, die in einem Mittelabschnitt der unteren Fläche des Zylinderkopfes 2 angeordnet ist, und eine Kraftstoffeinspritzdüse 36 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer 26 auf.

Die Brennkammer 26 ist zwischen einer unteren Fläche des Zylinderkopfes 2, die eine einlassventilseitige Schrägfläche 28 und eine auslassventilseitige Schrägfläche 30 aufweist, und einer oberen Fläche des Kolbens 8 ausgebildet, die eine Satteldachform mit einer einlassventilseitigen oberen Schrägfläche 32 und einer auslassventilseitigen oberen Schrägfläche 34 entsprechend der einlassventilseitigen Schrägfläche 28 bzw. der auslassventilseitigen Schrägfläche 30 des Zylinderkopfes 2 aufweist.

Eine Mulde 40 ist in einem satteldachförmig vorstehenden Abschnitt 38 ausgebildet, der an der einlassventilseitigen oberen Schrägfläche 32 und der auslassventilseitigen oberen Schrägfläche 34 ausgebildet ist. Eine Bodenfläche 42 der Mulde 40 ist derart ausgebildet, dass die Mulde 40 eine Tiefe hat, die mit Annäherung an die Einlassseite größer wird.

Eine Trennwand 18 ist innerhalb des Einlasskanals 10 derart angeordnet, dass der Einlasskanal 10 in einen oberen Durchgang 20, der als ein Durchgang zum Erzeugen einer Wirbelströmung dient, und einen unteren Durchgang 22 getrennt wird. Ein Ventil 24, welches zum Öffnen oder Schließen des unteren Durchgangs 22 durch Steuerung einer Motorsteuereinrichtung betätigt wird, ist an einem Einlass des unteren Durchgangs 22 angeordnet.

Die Mulde 40 sieht von oben gesehen wie ein Trapez aus, und die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde 40 ist größer als die Breite des einlassventilseitigen Abschnitts der Mulde 40. Die Bodenfläche 42 der Mulde 40 ist als eine gekrümmte Fläche derart ausgebildet, dass die Tiefe der Mulde 40 mit Annäherung an den einlassventilseitigen Abschnitt der Mulde 40 im Wesentlichen allmählich größer wird, und eine einlassventilseitige Rampe der Mulde 40 ist im Wesentlichen vertikal. Die Zündkerze 46 ist angeordnet, um Kraftstoff von einem Abschnitt in der Nähe des Einlasskanals 10 zu der Brennkammer 26 über der Mulde 40 einzuspritzen.

Daher tritt, wenn sich der Kolben 8 nach unten bewegt, um Ansaugluft einzuführen, die Ansaugluft durch den oberen Durchgang 20 hindurch und dann in einem Verwirbelungszustand in die Brennkammer 26 hinein. Die Wirbelströmung wird in der Brennkammer 26 verstärkt. Dann bewegt sich der Kolben 8 nach oben, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu komprimieren, und die Wirbelströmung wird weiter erhöht, während das Gemisch in die Mulde 40 strömt.

Während eine Luftströmung von dem breiten auslassventilseitigen Abschnitt der Mulde 40 zu dem engen und tiefen einlassventilseitigen Abschnitt der Mulde 40 eingeführt wird, wird der Grad der Wirbelströmung erhöht. Die Strömung kollidiert mit der Rampe 44, und dann steigt die Strömung schnell an und erreicht die Zündkerze 46.

Während eines solchen Vorgangs wirkt der Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzdüse 36 eingespritzt wird, mit der starken Wirbelströmung zusammen, so dass der eingespritzte Kraftstoff nicht mit der Bodenfläche 42 der Mulde 40 des Kolbens 8 kollidiert und in einer kurzen Zeit verdampft wird. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch erreicht dann die Zündkerze 46 und wird verbrannt.

Jedoch ist bei einer solchen herkömmlichen Konfiguration ein Vorsprung 50 in einem Ansaugluftabschnitt der Mulde 40 ausgebildet, so dass ein Teil der Wirbelströmung getrennt wird, anstatt zu dem einlassventilseitigen Abschnitt der Mulde 40 geführt zu werden. Eine solche Trennung kann die Stabilität der Verbrennung verschlechtern, und der eingespritzte Kraftstoff kann Öl kontaktieren, so dass eine Kohlenstoffschicht gebildet werden kann.

Ferner ist ein Scheitelabschnitt des vorstehenden Abschnitts 38 als ein flacher Abschnitt 52 ausgebildet, so dass ein Teil der Wirbelströmung um den flachen Abschnitt 52 herum über die Seitenfläche der Mulde 40 hinaus gelangen kann. Dies kann die Integrität der Wirbelströmung verringern und auch die Quetschströmung schwächen, und dies kann eine unvollständige Verbrennung verursachen.

Ferner ist eine Ventiltasche 48 durch einen Stufenabschnitt 54 getrennt, so dass sich Kohlenstoff ansammeln kann. Der Stufenabschnitt 54 kann die Ausbreitung der Zündung behindern, was ein Klopfen zur Folge haben kann.

Mit der Erfindung wird ein Direkteinspritzmotor geschaffen, bei dem die Ansaugluftströmung stark verwirbelt wird, um die Stabilität der Verbrennung zu erhöhen und dadurch die Wirtschaftlichkeit und die Motorleistung zu verbessern. Außerdem werden die Verbrennungscharakteristika weiter verbessert, indem eine sichere Flammenausbreitung während der Verbrennung auftritt. Ferner kann die Wandbenetzung minimiert werden, so dass die Menge an Kohlenwasserstoffemissionen minimiert werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Direkteinspritzmotor eine Brennkammer, die zwischen einer unteren Fläche eines Zylinderkopfes mit einer Satteldachform und einer oberen Fläche eines Kolbenkopfes mit einem der Form der unteren Fläche des Zylinderkopfes entsprechenden satteldachförmig vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist, ein Einlassventil und ein Auslassventil, die in einem Einlasskanal bzw. einem Auslasskanal angeordnet sind, die in dem Zylinderkopf ausgebildet sind, eine Zündkerze, die in dem Zylinderkopf angeordnet ist, und eine Kraftstoffeinspritzdüse zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer hinein auf. Der vorstehende Abschnitt des Kolbenkopfes ist von einer Zylindermittelachse zu einer Auslassventilseite hin versetzt ausgebildet. Eine Mulde ist in dem vorstehenden Abschnitt in Richtung senkrecht zur Richtung einer Kurbelwellenachse ausgebildet. Ein auslassventilseitiger Abschnitt der Mulde ist geöffnet, und die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde ist größer als die Breite deren einlassventilseitigen Abschnitts. Seitenwände der Mulde sind als gekrümmte Flächen ausgebildet, die zu der Außenseite hin eingerückt sind. Eine Bodenfläche der Mulde ist derart abgeschrägt, dass die Tiefe der Mulde mit Annäherung an den einlassventilseitigen Abschnitt größer wird, und der Einlasskanal ist derart ausgebildet, dass sich Ansaugluft zu dem auslassventilseitigen Abschnitt der Mulde hin bewegt.

Die Mulde ist vorzugsweise innerhalb des vorstehenden Abschnitts des Kolbenkopfes ausgebildet.

Es ist bevorzugt, dass die Seitenwände der Mulde zu der Außenseite hin abgeschrägt sind.

Es ist auch bevorzugt, dass die Seitenwände der Mulde als Ganzes als eine gekrümmte Linie ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der auslassventilseitige Abschnitt der Mulde durch eine gekrümmte Fläche, die eine vorbestimmte Krümmung aufweist, mit einer Kopffläche des Kolbens an einer Stelle verbunden, die von einer Ausgangsposition einer auslassventilseitigen oberen Schrägfläche des vorstehenden Abschnitts zu der Mulde hin eine vorbestimmte Entfernung voraus liegt.

Es ist bevorzugt, dass ein einlassventilseitiger Rampenabschnitt der Mulde nach außen abgeschrägt ist, und dass ein Scheitelabschnitt des vorstehenden Abschnitts des Kolbenkopfes als eine gekrümmte Fläche ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist eine Einlassventiltasche in einer einlassventilseitigen oberen Schrägfläche des vorstehenden Abschnitts des Zylinders ausgebildet.

Ferner ist vorzugsweise die Einlassventiltasche als eine einzige Nut ausgebildet, um alle Einlassventile aufzunehmen.

Es ist bevorzugt, dass eine Trennwand in dem Einlasskanal derart angeordnet ist, dass der Einlasskanal in einen oberen Durchgang, der als ein Wirbelkanal dient, und einen unteren Durchgang getrennt ist, und dass ein Ventil an einem Eingang des unteren Durchgangs angeordnet ist, um den unteren Durchgang selektiv zu öffnen oder zu schließen.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Schnitt eines Direkteinspritzmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens des Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 einen Schnitt des Kolbens aus 2;
4 eine Draufsicht des Kolbens aus 2;
5 einen Schnitt des Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Zustand eines Kompressionshubes;
6 einen Schnitt des Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung während des Kraftstoffeinspritzvorgangs;
7 einen Schnitt des Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Strömung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Brennkammer;
8 einen Schnitt eines Direkteinspritzmotors gemäß dem Stand der Technik;
9 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens des Motors aus 8; und
10 einen Schnitt des Kolbens aus 9. Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, wird ein Hauptkörper eines Motors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch eine Kombination eines Zylinderkopfes 102 und eines Zylinderblocks 104 gebildet. Ein Kolben 108 ist vertikal verschiebbar in einem Zylinder 106 angeordnet, der innerhalb des Zylinderblocks 104 definiert ist.
Ein Einlasskanal 110 und ein Auslasskanal 112 sind in dem Zylinderkopf 102 ausgebildet und mit einem Einlassventil 114 bzw. einem Auslassventil 116 versehen, wobei die Anzahl der Einlasskanäle 110 und der Auslasskanäle 112 von der Anzahl der Einlassventile 114 und der Auslassventile 116 abhängt.
Eine Trennwand 118 ist stromabwärts des Einlasskanals 110 angeordnet und trennt den Einlasskanal 110 in einen oberen Durchgang 120 und einen unteren Durchgang 122. Ein Ventil 124 ist in einem Einlassabschnitt des unteren Durchgangs 122 zum selektiven Öffnen und Schließen des unteren Durchgangs 122 angeordnet. Das Ventil 124 wird von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) betätigt, der von einer Motorsteuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert wird.
Entsprechend den Motorbetriebszuständen wird das Ventil 124 gesteuert, um von der Motorsteuereinrichtung geöffnet oder geschlossen zu werden. Wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch mager ist, wird das Ventil 124 geschlossen, so dass Luft in einem Verwirbelungszustand durch den oberen Durchgang 120 hindurch in eine Brennkammer 126 hinein gelassen wird.
Die Brennkammer 126 ist, wie in 1 gezeigt, zwischen einer unteren Fläche des Zylinderkopfes 102 und einer oberen Fläche des Kolbens 108 ausgebildet. Die untere Fläche des Zylinderkopfes 102 weist eine einlassventilseitige Schrägfläche 128 und eine auslassventilseitige Schrägfläche 130 auf, die an beiden Seiten von einer imaginären Fläche CK entsprechend einer Mittelachse CB des Zylinders 106 und einer Achse einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) um einen bestimmten Abstand λ zu dem Auslassventil 116 hin (in 1 in Richtung nach links) versetzt positioniert sind, wodurch die untere Fläche des Zylinderkopfes 102 im Wesentlichen eine Satteldachform hat.
Eine obere Fläche des Kolbens 108 weist ebenfalls zwei Schrägflächen, d.h. eine einlassventilseitige obere Schrägfläche 132 und eine auslassventilseitige obere Schrägfläche 134 entsprechend der einlassventilseitigen Schrägfläche 128 bzw. der auslassventilseitigen Schrägfläche 130 des Zylinderkopfes 102 auf. Das heißt, die obere Fläche des Kolbens 108 hat im Wesentlichen eine Satteldachform. Daher ist die Brennkammer 126 zwischen der einlassventilseitigen oberen Schrägfläche 132 und der auslassventilseitigen oberen Schrägfläche 134 des Kolbens 108 und der einlassventilseitigen Schrägfläche 128 und der auslassventilseitigen Schrägfläche 130 des Zylinderkopfes 102 ausgebildet.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 136 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer 126 ist in einem Abschnitt des Zylinderkopfes 102 angeordnet, wo der Einlasskanal 110 liegt, d.h. die Kraftstoffeinspritzdüse 136 ist in dem Zylinder 102 unmittelbar an dem Einlasskanal 110 angeordnet. Der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzdauer der Kraftstoffeinspritzdüse 136 werden von der Motorsteuereinrichtung gesteuert.
Mit Bezug auf 2 bis 4 wird nachfolgend die Form des Kopfes des Kolbens 108 erläutert, die einen wichtigen Faktor zur Bestimmung der Form der Brennkammer für eine vollständige Verbrennung bildet. Ein Scheitelabschnitt eines satteldachförmig vorstehenden Abschnitts 138, der die einlassventilseitige obere Schrägfläche 132 und die auslassventilseitige obere Schrägfläche 134 aufweist, ist als eine gekrümmte Fläche mit einer bestimmten Krümmung ausgebildet, und eine Mulde 140 ist in einem Mittelabschnitt des vorstehenden Abschnitts 138 in Richtung senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle ausgebildet.
Wie ersichtlich ist, weist die Mulde 140 eine annähernd elliptische Form oder eine trapezförmige Konfiguration auf, deren Seiten gekrümmte Linien anstatt gerade Linien sind, wie in 4 gezeigt ist, und die Längsachse der Mulde 140 verläuft senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle. Außerdem ist zum leichten Eintreten von Ansaugluft in die Mulde 140 ein auslassventilseitiger Abschnitt der Mulde 140 geöffnet, und gleichzeitig ist die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde 140 größer als die Breite des einlassventilseitigen Abschnitts der Mulde 140. Ferner wird, wie in 4 gezeigt, die Breite der Mulde 140 von einem Ende des auslassventilseitigen Abschnitts weg größer und dann mit Annäherung an ein Ende des einlassventilseitigen Abschnitts kleiner.
Eine Bodenfläche 142 der Mulde 140 ist in einem vorbestimmten Winkel (z.B. etwa 12°) abgeschrägt, um die Nähe zu der Einlassventilseite allmählich zu verringern, und die Abschrägung der Bodenfläche 142 beginnt an einer Stelle von einer Ausgangsposition 144 der auslassventilseitigen oberen Schrägfläche 134 zu einem einlassventilseitigen Abschnitt ein klein wenig (eine bestimmte Entfernung) voraus. An dieser Stelle ist die Bodenfläche 142 mit einer Kopffläche 146 des Kolbens 108 durch eine leicht gekrümmte Fläche mit einer vorbestimmten Krümmung (z.B. R45) verbunden.
Mit dieser Konfiguration der Mulde 140 kann die Wirbelströmung leicht in die Mulde 140 ohne eine Trennung eingeführt und daran gehindert werden, zu einer auslassventilseitigen Wand des Zylinders 102 zu strömen, so dass eine Kohlenstoffschicht, die durch einen Kontakt von Kraftstoff und Öl an der Wand erzeugt wird, verhindert werden kann.
Die Seitenwände der Mulde 140 sind derart abgeschrägt, dass die Breite der Mulde 140 zu deren Oberseite hin größer wird, und sind als gekrümmte Flächen ausgebildet, die zu dem vorstehenden Abschnitt 138 hin eingerückt sind, um zu verhindern, dass die Wirbelströmung innerhalb der Mulde 140 aus den Seitenwänden austritt und dann von der Mulde 140 getrennt wird.
Ein Rampenabschnitt 148, der ein einlassventilseitiges Ende der Mulde 140 bildet, ist vorzugsweise annähernd vertikal ausgebildet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rampenabschnitt 148 in einem vorbestimmten Winkel (z.B. 5°) leicht abgeschrägt, so dass die Mulde 140 zur deren Oberseite hin breiter wird.
Der Rampenabschnitt 148 ist an einer Stelle von einer Ausgangsposition der einlassventilseitigen oberen Schrägfläche 132 zu dem auslassventilseitigen Abschnitt hin ein klein wenig voraus ausgebildet, und eine Einlassventiltasche 150 ist über einen Endabschnitt der einlassventilseitigen oberen Schrägfläche 132 hinweg ausgebildet.
Die Einlassventiltasche 150 ist ausgebildet, um ein Kollidieren eines Einlassventils 114 mit der oberen Fläche des Kolbens 108 in einem überlappenden Bereich zu verhindern. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einlassventiltasche 150 als eine einzige lange Nut ausgebildet, die das gesamte Einlassventil 114 aufnimmt, anstatt wie herkömmlich durch eine Stufe getrennt, so dass eine Ansammlung von Kohlenstoff verhindert werden kann.
Bei dem Motor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, wenn sich der Kolben 108 nach unten bewegt, um die Luft in die Brennkammer einzuführen, die durch den oberen Durchgang 120 hindurch tretende Luft bewegt, um eine stärkere Wirbelströmung zu bilden.
Wenn sich der Kolben 108 nach oben bewegt, um die Luft zu komprimieren, tritt die Luftströmung durch die Mulde 140 hindurch und wird dann weiter verwirbelt, wie in 5 gezeigt ist.
Das heißt, während sich die Luftströmung von dem breiten auslassventilseitigen Abschnitt der Mulde 140 zu dem schmalen einlassventilseitigen Abschnitt der Mulde 140 bewegt, wird die Luftströmung stark konzentriert. Dann bewegt sich, nachdem die Luftströmung mit dem Rampenabschnitt 148 kollidiert, die Luftströmung nach oben und verläuft zu der Zündkerze 152 hin.
Wenn zu diesem Zeitpunkt Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt wird, wie in 6 gezeigt ist, wird der eingespritzte Kraftstoff mit der verwirbelten Luftströmung vermischt. Der Kraftstoff wird daher in einem relativ kurzen Zeitraum verdampft, ohne die Bodenfläche 142 der Mulde 140 zu kontaktieren, so dass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 152 herum existiert.
Dann zündet die Zündkerze 152 das Luft-Kraftstoff-Gemisch, welches dann verbrannt wird.
Gemäß der Erfindung kann, da ein auslassventilseitiger Abschnitt der Bodenfläche der Mulde über eine leicht gekrümmte Fläche mit der oberen Fläche des Kolbens verbunden ist, eine Trennung der Wirbelströmung minimiert werden, und die Luftströmung wird in die Mulde eingeführt, so dass die Luftströmung stärker verwirbelt wird. Außerdem wird auch Kraftstoff, der mit der Luftströmung vermischt wird, in die Mulde eingeführt, so dass eine Kohlenstoffschicht, der durch einen Kontakt von Kraftstoff und Öl gebildet wird, verhindert werden kann.
Außerdem bewegt sich, da die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde größer als die Breite des einlassventilseitigen Abschnitts der Mulde ist und die Seitenwände der Mulde als gekrümmte Fläche ausgebildet sind, die Luftströmung leicht zu dem einlassventilseitigen Abschnitt hin, ohne getrennt zu werden, und kollidiert dann mit dem Rampenabschnitt. Demzufolge kann eine stark verwirbelte Luftströmung gebildet werden, so dass die Verbrennungscharakteristika verbessert werden.
Ferner kann, da die Einlassventiltasche als eine einzige Nut ausgebildet ist, eine Ansammlung von Kohlenstoff minimiert werden, und eine Ausbreitung einer Flamme während der Verbrennung tritt leicht ein. Somit werden die Verbrennungscharakteristika weiter verbessert.
Außerdem kann, da Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzt wird, ohne Kollision mit der Fläche der Mulde verdampft wird, die Erzeugung einer Kohlenstoffschicht und einer Wandbenetzung minimiert werden, so dass die Menge an Kohlenwasserstoffemissionen minimiert werden kann.

Claims

Direkteinspritzmotor, aufweisend: eine Brennkammer (126), die zwischen einer unteren Fläche eines Zylinderkopfes (102) mit einer Satteldachform und einer oberen Fläche eines Kolbenkopfes mit einem der Form der unteren Fläche des Zylinderkopfes (102) entsprechenden satteldachförmig vorstehenden Abschnitt (138) ausgebildet ist; ein Einlassventil (114) und ein Auslassventil (116), die in einem Einlasskanal (110) bzw. einem Auslasskanal (112) angeordnet sind, die in dem Zylinderkopf (102) ausgebildet sind; eine Zündkerze (152), die in dem Zylinderkopf (102) angeordnet ist; und eine Kraftstoffeinspritzdüse (136) zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer (126) hinein, wobei der vorstehende Abschnitt (138) des Kolbenkopfes von einer Zylindermittelachse zu einer Auslassventilseite hin versetzt ausgebildet ist, eine Mulde (140) in dem vorstehenden Abschnitt (138) in Richtung senkrecht zur Richtung einer Kurbelwellenachse ausgebildet ist, ein auslassventilseitiger Abschnitt der Mulde (140) geöffnet ist, die Breite des auslassventilseitigen Abschnitts der Mulde (140) größer als die Breite deren einlassventilseitigen Abschnitts ist, Seitenwände der Mulde (140) als gekrümmte Flächen ausgebildet sind, die zu der Außenseite hin eingerückt sind, eine Bodenfläche (142) der Mulde (140) derart abgeschrägt ist, dass die Tiefe der Mulde (140) mit Annäherung an den einlassventilseitigen Abschnitt größer wird, und der Einlasskanal (110) derart ausgebildet ist, dass sich Ansaugluft zu dem auslassventilseitigen Abschnitt der Mulde (140) hin bewegt.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei die Mulde (140) innerhalb des vorstehenden Abschnitts (138) des Kolbenkopfes ausgebildet ist.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände der Mulde (140) zu der Außenseite hin abgeschrägt sind.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände der Mulde (140) als Ganzes als eine gekrümmte Linie ausgebildet sind.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei der auslassventilseitige Abschnitt der Mulde (140) durch eine gekrümmte Fläche, die eine vorbestimmte Krümmung aufweist, mit einer Kopffläche (146) des Kolbens (108) an einer Stelle verbunden ist, die von einer Ausgangsposition (144) einer auslassventilseitigen oberen Schrägfläche (134) des vorstehenden Abschnitts (138) zu der Mulde (140) hin eine vorbestimmte Entfernung voraus liegt.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei ein einlassventilseitiger Rampenabschnitt (148) der Mulde (140) nach außen abgeschrägt ist.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei ein Scheitelabschnitt des vorstehenden Abschnitts (138) des Kolbenkopfes als eine gekrümmte Fläche ausgebildet ist.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei eine Einlassventiltasche (150) in einer einlassventilseitigen oberen Schrägfläche (132) des vorstehenden Abschnitts (138) des Zylinders (106) ausgebildet ist.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 8, wobei die Einlassventiltasche (150) als eine einzige Nut ausgebildet ist, um alle Einlassventile (114) aufzunehmen.
Direkteinspritzmotor nach Anspruch 1, wobei eine Trennwand (118) in dem Einlasskanal (110) derart angeordnet ist, dass der Einlasskanal (110) in einen oberen Durchgang (120), der als ein Wirbelkanal dient, und einen unteren Durchgang (122) getrennt ist, und wobei ein Ventil (124) an einem Eingang des unteren Durchgangs (122) angeordnet ist, um den unteren Durchgang (122) selektiv zu öffnen oder zu schließen.