DE102007042419A1

DE102007042419A1 - Gasoline engine for vehicle, has cylinder in which piston moves longitudinally, for implementing operating cycle comprising multiple stroke between lower and upper dead centers

Info

Publication number: DE102007042419A1
Application number: DE102007042419A
Authority: DE
Inventors: Hans HÄCKER; Rüdiger Dr. Ing. Herweg; Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Weimann
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-02-19

Abstract

The gasoline engine has a cylinder in which a piston moves longitudinally for implementing an operating cycle has multiple strokes between lower and upper dead centers. A spark plug is provided for igniting the fuel in a combustion chamber in the range of the upper dead center of the piston. A surface (10) of the piston opposite to the combustion chamber or a gas exchange valve (18) or an inlet channel or a tulip valve or a cylinder head is partly provided with a relief (12). An independent claim is included for a method for the operation of a gasoline engine of a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ottomotor für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art.The The invention relates to a gasoline engine for a motor vehicle in the The preamble of claim 1 specified type and a method for operating a gasoline engine for a motor vehicle specified in the preamble of claim 7 Art.

Ottomotoren und Verfahren zu ihrem Betrieb sind aus dem Kraftfahrzeugbau bekannt. Dabei umfassen Ottomotoren zumindest einen Zylinder, innerhalb welchem ein Kolben längsbeweglich zur Durchführung eines mehrere Takte umfassenden Arbeitsspieles zwischen einem unteren und einem oberen Totpunkt geführt ist, wobei das Arbeitsspiel üblicherweise die vier Takte Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen umfasst. Der Zylinder ist dabei durch einen Zylinderkopf begrenzt, welcher zumindest einen Einlasskanal zum Zuführen von Luft bei Ottomotoren mit direkter Gemischbildung oder zum Zuführen eines Kraftstoffgemisches bei Ottomotoren mit indirekter Gemischbildung umfasst. Weiterhin umfasst der Zylinderkopf einen Auslasskanal zum Abführen der durch die Verbrennung des Kraftstoffgemischs entstehenden Abgase. Der Ein- und der Auslasskanal werden dabei in Abhängigkeit des Taktes des Arbeitsspiels jeweils durch zumindest ein zugeordnetes Gaswechselventil verschlossen oder geöffnet. Da Ottomotoren üblicherweise mit Benzin betrieben werden, umfasst der Zylinderkopf zusätzlich zumindest eine Zündkerze, mittels welcher das innerhalb einer Brennkammer im Verdichtungs-Takt verdichtete Kraftstoffgemisch im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens fremdgezündet wird. Die Brennkammer wird dabei durch den Zylinder, den Zylinderkopf und den beweglichen Kolben gebildet. Bekannt sind jedoch auch sogenannte Diesotto-Motoren, bei welchen der Motor in einigen Lastbereichen analog einem Dieselmotor selbst zündet, während er in anderen Lastbereichen wie ein konventioneller Ottomotor auf eine Fremdzündung durch eine Zündkerze angewiesen ist.gasoline engines and methods of their operation are known in the automotive industry. In this case, gasoline engines comprise at least one cylinder, within which a piston longitudinally movable to carry out a cycle comprising several cycles between a lower cycle and a top dead center out is where the working game usually includes the four strokes suction, compression, working and ejection. The cylinder is limited by a cylinder head, which at least one inlet channel for supplying air in gasoline engines with direct mixture formation or for supplying a fuel mixture in gasoline engines with indirect mixture formation includes. Farther the cylinder head comprises an outlet channel for discharging the by the combustion of the fuel mixture resulting exhaust gases. The inlet and the outlet channel are dependent the cycle of the working cycle in each case by at least one associated gas exchange valve closed or opened. Since gasoline engines usually be operated with gasoline, the cylinder head additionally comprises at least one Spark plug, by means of which within a combustion chamber in the compression cycle compressed fuel mixture in the region of top dead center of Piston ignited externally becomes. The combustion chamber is thereby through the cylinder, the cylinder head and the movable piston is formed. But also known are so-called This petrol engines, in which the engine in some load ranges analogous to a diesel engine ignites itself, while he works in other load areas like a conventional gasoline engine a spark ignition through a spark plug instructed.

Als nachteilig an den bekannten Ottomotoren ist dabei der Umstand anzusehen, dass es bei der Bildung des Kraftstoffgemisches zu Anlagerungen von Kraftstoff an Oberflächen der Brennkammer kommt. Ein weiterer Nachteil ist die begrenzte Abmagerungsfähigkeit und Restgasverträglichkeit aufgrund zu geringer Turbulenzen im Gemisch. Dies führt zu einer verlangsamten und unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs, wodurch es zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, verringerter Leistung und erhöhten Abgaswerten kommt.When detrimental to the known gasoline engines while the circumstance is to be considered, that during the formation of the fuel mixture to deposits from fuel to surfaces the combustion chamber is coming. Another disadvantage is the limited emaciation ability and residual gas compatibility due to insufficient turbulence in the mixture. This leads to a slowed and incomplete combustion of the fuel, resulting in increased fuel economy, reduced Performance and increased Exhaust gas values comes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ottomotor der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine schnellere und verbesserte Verbrennung des Kraftstoffgemisches ermöglicht ist.task The present invention is therefore a gasoline engine of the above be improved so that a faster and improved Combustion of the fuel mixture is possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ottomotor für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Ottomotors – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und umgekehrt anzusehen sind.The Task is achieved by a gasoline engine for a motor vehicle with the features of claim 1 and by a method for operating a gasoline engine having the features of Patent claim 7 solved. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments The invention are specified in the respective subclaims, wherein advantageous Embodiments of the gasoline engine - so far applicable - as advantageous Embodiments of the method and vice versa are to be considered.

Ein Ottomotor für ein Kraftfahrzeug, welcher eine schnellere und verbesserte Verbrennung eines Kraftstoffgemisches ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass zumindest eine der Brennkammer zugewandte Oberfläche des Kolbens und/oder zumindest eines Gaswechselventils und/oder des Zylinderkopfs und/oder die Zylinderbüchse im Bereich des Feuersteges und/oder der Einlasskanal zumindest bereichsweise mit einem Relief versehen ist. Mit anderen Worten besitzt zumindest eine der Brennkammer zugewandte Oberfläche im Gegensatz zum Stand der Technik eine unebene Oberflächenstruktur, wodurch aufgrund der Bewegung des Kolbens, der Einlassströmung, sowie während der Verbrennung des Kraftstoffgemisches wandnahe Turbulenzen erzeugt werden, durch welche ein zuverlässiges Abdampfen von an der Oberfläche angelagertem Kraftstoff und damit eine zumindest annähernd vollständige Verbrennung gewährleistet wird. Zudem wird eine weitere Erhöhung der Turbulenzen und damit eine verbesserte Kraftstoffgemischbildung sowie ein verbessertes Abdampfen des Kraftstoffs von der Oberfläche der Brennkammer dadurch gewährleistet, dass sich aufgrund der sich während der Verbrennung radial von der Zündkerze ausbreitenden Flammenfront in Kombination mit der reliefartigen Oberfläche eine zusätzliche Erhöhung der Turbulenz innerhalb der Brennkammer ergibt. Aufgrund der verbesserten Gemischbildung und dem schnelleren Durchbrennen des Kraftstoffgemisches wird daher aufgrund der Verringerung von Frühzündungen eine verringerte Klopfempfindlichkeit sowie eine reduzierte Verkokungsneigung der Oberflächen der Brennkammer sichergestellt. Zusätzlich wird die Verbrennungsgeschwindigkeit beschleunigt und ein höherer Massenumsatz pro Zeit erreicht. Dies erlaubt eine bessere Ausnutzung des Energiegehalts des Kraftstoffs bei gleichzeitiger Senkung der Abgaswerte sowie einen Betrieb des Ottomotors mit hohen Abmagerungsraten. Die reliefartige Gestaltung der Oberfläche kann zudem problemlos für bereits bestehende Ottomotoren verwendet werden, wodurch sich erhebliche Kostensenkungen ergeben.One Gasoline engine for a motor vehicle, which a faster and improved combustion a fuel mixture allows is according to the invention created that at least one of the combustion chamber facing surface of the Piston and / or at least one gas exchange valve and / or the Cylinder head and / or the cylinder liner in the area of the top land and / or the inlet channel at least partially with a relief is provided. In other words, has at least one of the combustion chamber facing surface in Contrary to the prior art an uneven surface structure, which due to the movement of the piston, the inlet flow, as well while the combustion of the fuel mixture creates near-wall turbulence become, by which a reliable Evaporating off at the surface attached fuel and thus at least approximately complete combustion guaranteed becomes. In addition, a further increase in turbulence and thus an improved fuel mixture formation and an improved Evaporation of the fuel from the surface of the combustion chamber thereby guaranteed that is due to being during combustion propagating radially from the spark plug Flame front in combination with the relief-like surface additional Increase the Turbulence within the combustion chamber results. Due to the improved Mixture formation and the faster burning of the fuel mixture is therefore reduced knock sensitivity due to the reduction of pre-ignition and a reduced coking tendency of the surfaces of the Combustion chamber ensured. additionally the combustion speed is accelerated and a higher mass conversion reached each time. This allows a better utilization of the energy content of fuel while lowering exhaust emissions as well an operation of the gasoline engine with high slimming rates. The relief-like Design of the surface can also easily for existing gasoline engines are used, resulting in considerable Cost reductions result.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Relief kalottenförmige und/oder rillenförmige und/oder zackenförmige und/oder rippenartige Vertiefungen und/oder Erhebungen umfasst. Dies erlaubt eine optimale Anpassbarkeit der konkreten Abmessungen und geometrischen Gestaltung des Reliefs an die jeweiligen Strömungsverhältnisse des Ottomotors.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the relief kalottenför mige and / or grooved and / or serrated and / or rib-like depressions and / or surveys. This allows optimal adaptability of the concrete dimensions and geometric design of the relief to the respective flow conditions of the gasoline engine.

Eine weitere Verbesserung der Ablösung von verdampfendem Kraftstoff von der Oberfläche und damit eine weitere Verbesserung der Kraftstoffgemischbildung ist in weiterer Ausgestaltung dadurch ermöglicht, dass ein Übergang zwischen der der Brennkammer zugewandten Oberfläche und dem Relief scharfkantig ausgebildet ist und damit als Strömungsabriss wirken kann.A further improvement of the replacement of evaporating fuel from the surface and thus another Improvement of fuel mixture formation is in a further embodiment thereby enabling that a transition between the combustion chamber facing surface and the relief sharp-edged is formed and thus can act as a stall.

Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die zumindest eine der Brennkammer zugewandte Oberfläche mit einem spiegelsymmetrischen und/oder einem rotationssymmetrischen Relief versehen ist. Dies stellt während der Verbrennung eine gleichmäßige Ausbreitung der Flammenfront und damit ein kontinuierliches und schnelles Durchbrennen des Kraftstoffgemisches sicher.there It has also been found to be advantageous that the at least a combustion chamber facing surface with a mirror-symmetrical and / or a rotationally symmetrical relief is provided. This stops while combustion a uniform spread the flame front and thus a continuous and fast burning of the fuel mixture safely.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine indirekte Einzelpunkteinspritzeinrichtung und/oder eine indirekte Mehrpunkteinspritzeinrichtung und/oder eine Direkteinspritzeinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Kraftstoffgemisch zu erzeugen ist. Mit anderen Worten kann der Ottomotor wahlweise mit einer inneren oder einer äußeren Gemischbildungseinrichtung ausgestattet sein. Mit Hilfe der genannten Einspritzeinrichtungen wird dabei in jedem Fall sichergestellt, dass der Kraftstoff möglichst fein zerstäubt in die angesaugte Luft eingespritzt wird und die jeweils erforderliche Kraftstoffgemischmenge bzw. das Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoff und Luft optimal an den momentanen Betriebszustand des Ottomotors anpassbar ist. Die Einzel- und/oder Mehrpunkteinspritzeinrichtung kann dabei beispielsweise im Bereich eines Drosselklappengehäuses des Ottomotors angeordnet sein und vor oder hinter die Drosselklappe einspritzen. Aufgrund der während des Betriebs des Ottomotors heißen Saugrohrwände kann die Kraftstoffgemischbildung dadurch bereits vor dem Eintritt in die Brennkammer verbessert werden. Umgekehrt kann durch eine Anordnung nahe einem Gaswechselventil eine Wandfilmbildung bei kaltem Ottomotor vorteilhaft reduziert werden. Mit Hilfe einer Direkteinspritzeinrichtung können störende Einflüsse wie Wandfilmbildung im Einlasskanal oder ungleichmäßige Kraftstoffgemischbildung besonders zuverlässig vermieden werden. Die Direkteinspritzeinrichtung kann dabei sowohl strahlgeführt als auch wandgeführt ausgebildet sein.In a further advantageous embodiment of the invention is a Indirect single-point injector and / or indirect Multipoint injection device and / or a direct injection device provided by means of which the fuel mixture is to be generated. In other words, the gasoline engine with an optional inner or an outer mixture forming device be equipped. With the help of said injectors is In any case, ensure that the fuel as possible finely atomised is injected into the sucked air and the respectively required Fuel mixture quantity or the mixing ratio between fuel and Air optimally adaptable to the current operating state of the gasoline engine is. The single and / or multi-point injection device can thereby For example, in the range of a throttle body of the Ottomotors be arranged and in front or behind the throttle inject. Because of during the operation of the gasoline engine Saugrohrwände This allows fuel mixture formation even before entry be improved in the combustion chamber. Conversely, by a Arrangement near a gas exchange valve a wall film formation at cold Gasoline engine can be reduced advantageous. With the help of a direct injection device can disturbing influences such as wall film formation in the inlet channel or uneven fuel mixture formation especially reliable be avoided. The direct injection device can both radiating out as well as wall guided be educated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abgasrückführungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher zumindest ein Teil eines durch den Auslasskanal abzuführenden Abgases dem Einlasskanal zuzuführen ist. Aufgrund der mit Hilfe des Reliefs verbesserten Kraftstoffgemischbildung, des verbesserten Brennverlaufs und der Abmagerungsfähigkeit des Ottomotors sind hohe Abgasrückführungsraten möglich, so dass mittels der Abgasrückführungseinrichtung eine besonders umfassende Verbrennung des Kraftstoffs sowie entsprechend geringe Schadstoffwerte im Abgas ermöglicht werden.In a further advantageous embodiment of the invention is a Exhaust gas recirculation device provided, by means of which at least a part of one through the outlet channel dissipated To supply exhaust gas to the inlet channel is. Due to the improved fuel mixture formation with the aid of the relief, the improved burning process and the emaciation ability of the gasoline engine are high exhaust gas recirculation rates possible, so that by means of the exhaust gas recirculation device a particularly comprehensive combustion of the fuel and accordingly Low pollutant levels are allowed in the exhaust.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ottomotors für ein Kraftfahrzeug, wobei eine schnellere und verbesserte Verbrennung des Kraftstoffgemisches dadurch ermöglicht wird, dass das Kraftstoffgemisch vor dem Fremdzünden mittels zumindest einer zumindest bereichsweise mit einem Relief versehenen Oberfläche der Brennkammer turbulent durchmischt wird. Aufgrund der turbulenten Durchmischung des Kraftstoffgemischs wird neben einer verbesserten Kraftstoffgemischbildung insbesondere ein schnellerer Brennverlauf sichergestellt. Die verbesserte Kraftstoffgemischbildung erlaubt zudem frühere Zündzeitpunkte und damit einen reduzierten Kraftstoffbedarf bei höherer Leistung des Ottomotors. Das Fremdzünden des Kraftstoffgemisches kann damit beispielsweise kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens erfolgen und die Verbrennung bereits kurz nach dem oberen Totpunkt abgeschlossen sein. Aufgrund der verringerten Klopfneigung können darüber hinaus höhere Aufladungsgrade bzw. Verdichtungsverhältnisse erzielt werden.One Another aspect of the invention relates to a method of operation a gasoline engine for a motor vehicle, with faster and improved combustion the fuel mixture is thereby enabled that the fuel mixture before the spark ignition by means of at least one at least partially with a relief provided surface of the Combustion chamber is turbulent mixed. Because of the turbulent Mixing of the fuel mixture is in addition to an improved Fuel mixture formation in particular a faster combustion process ensured. The improved fuel mixture formation allowed also earlier Ignition timing and thus a reduced fuel requirement with higher performance of the gasoline engine. The sparking of the Fuel mixture can thus, for example, just before the top Dead center of the piston take place and the combustion already shortly after completed the top dead center. Due to the reduced Knocking tilt can about that higher charging levels or compression ratios be achieved.

Dabei hat es sich insbesondere als vorteilhaft gezeigt, dass ein Ottomotor gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwendet wird. Die sich daraus ergebenden Vorteile hinsichtlich verbesserter Gemischbildung, schnelleres Abdampfen von Kraftstofffilmen an der Oberfläche, Verbesserung des Brennverlaufs, höhere Abgasrückführverträglichkeit und Abmagerungsfähigkeit des Ottomotors sowie verringerte Klopfempfindlichkeit und Verkokungs- bzw. Verrußungsneigung der Brennkammer sind bereits den vorhergehenden Vorteilsbeschreibungen zu entnehmen.there In particular, it has proven to be advantageous that a gasoline engine according to one the previous embodiments is used. The resulting benefits in terms improved mixture formation, faster evaporation of fuel films on the surface, Improvement of the combustion process, higher exhaust gas recirculation compatibility and slimming ability gasoline engine and decreased knock sensitivity and coking or sooting tendency the combustion chamber are already the previous advantage descriptions refer to.

Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass das Kraftstoffgemisch durch direktes Einspritzen eines Kraftstoffs in die Brennkammer und/oder durch Einspritzen eines Kraftstoffs in den Einlasskanal erzeugt wird. Auf diese Weise können die genannten Vorteile problemlos bei Ottomotoren mit unterschiedlichen Gemischbildungssystemen erreicht werden, so dass sich eine hohe konstruktive Flexibilität ergibt.there It has also been shown to be advantageous that the fuel mixture by directly injecting a fuel into the combustion chamber and / or by injecting a fuel into the intake passage becomes. In this way, the mentioned advantages easily in gasoline engines with different Mixture formation systems are achieved, so that a high constructive flexibility results.

Eine weitere Verbesserung der Gemischbildung sowie eine damit verbundene Beschleunigung der Verbrennung wird dadurch erzielt, dass der Kraftstoff zwischen einem Öffnen zumindest eines dem Einlasskanal zugeordneten Gaswechselventils und vor dem oberen Totpunkt des Kolbens und insbesondere im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens in die Brennkammer eingebracht wird. Insbesondere bei Ottomotoren mit Direkteinspritzeinrichtung kann bei einer möglichst frühen Einspritzung des Kraftstoffs in die Brennkammer lange vor dem oberen Totpunkt des Kolbens eine entsprechend gute Durchmischung sowie ein schnelles Abdampfen des Kraftstoffs mittels der reliefartigen Oberfläche und der sich ausbildenden turbulenten Grenzschicht erzielt werden.A further improvement of the mixture formation as well as a related acceleration The combustion is achieved by introducing the fuel into the combustion chamber between opening of at least one gas exchange valve assigned to the inlet channel and before the top dead center of the piston and in particular in the region of bottom dead center of the piston. Especially in gasoline engines with direct injection can be achieved with a very early injection of the fuel into the combustion chamber long before the top dead center of the piston a correspondingly good mixing and rapid evaporation of the fuel by means of the relief-like surface and the forming turbulent boundary layer.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of exemplary embodiments and by reference the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:

1 eine Aufsicht eines an seiner Oberfläche mit einem Relief versehenen Kolbens; und 1 a plan view of a provided on its surface with a relief piston; and

2 eine perspektivische Schrägansicht eines Gaswechselventils mit einer mit einem Relief versehenen Oberfläche. 2 an oblique perspective view of a gas exchange valve with a surface provided with a relief.

1 zeigt eine Aufsicht eines an seiner Oberfläche 10 mit einem Relief 12 versehenen Kolbens 14, welcher innerhalb eines nicht abgebildeten Zylinders eines strahlgeführten Ottomotors längsbeweglich zur Durchführung eines mehrere Takte umfassenden Arbeitsspiels zwischen einem unteren und einem oberen Totpunkt zu führen ist. Die Oberfläche 10 ist dabei einer durch den Kolben 14, den Zylinder und einen Zylinderkopf begrenzten Brennkammer zugewandt. Das Relief 12 umfasst dabei zur Erzeugung turbulenter Strömungen im Bereich der Oberfläche 10 eine Vielzahl kalottenförmiger Vertiefungen und ist spiegelsymmetrisch bezüglich der Spiegelebene I-I ausgebildet. Die Übergänge zwischen den kalottenförmigen Vertiefungen des Reliefs 12 und der Oberfläche 10 sind scharfkantig ausgebildet, um als Strömungsabriss eine weiter. verbesserte Ablösung von verdampfendem Kraftstoff von der Oberfläche 10 zu ermöglichen. Die kalottenförmigen Vertiefungen besitzen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Tiefe von etwa 3–5 mm sowie einen Durchmesser von etwa 3–10 mm. Die konkrete Anzahl, die räumliche Verteilung auf der Oberfläche 10 sowie die konkreten Dimensionen der Vertiefungen können jedoch variiert und in Abhängigkeit der jeweiligen Strömungsverhältnisse des Ottomotors optimal gestaltet werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Erhebungen vorgesehen sein. Anstelle einer kalottenförmigen Geometrie sind auch rillenförmige, zackenförmige oder rippenartige Vertiefungen bzw. Erhebungen denkbar. Die Oberfläche 10 des Kolbens 14 umfasst zusätzlich zwei Brennraummulden 16, wodurch Verdichtungsraum der Brennkammer teilweise in den Kolben 14 verlagert und eine Anpassung an die Anordnung von Gaswechselventilen 18 (s. 2) innerhalb des Zylinderkopfes gegeben ist. 1 shows a top view of one on its surface 10 with a relief 12 provided piston 14 which is longitudinally movable to perform within a non-illustrated cylinder of a spray-guided gasoline engine for carrying out a multiple cycles cycle between a lower and a top dead center. The surface 10 is one by the piston 14 , facing the cylinder and a cylinder head limited combustion chamber. The relief 12 includes for generating turbulent flows in the area of the surface 10 a plurality of dome-shaped depressions and is formed mirror-symmetrically with respect to the mirror plane II. The transitions between the dome-shaped depressions of the relief 12 and the surface 10 are sharp-edged to continue as a stall. improved separation of evaporating fuel from the surface 10 to enable. The dome-shaped depressions have in the present embodiment, a depth of about 3-5 mm and a diameter of about 3-10 mm. The concrete number, the spatial distribution on the surface 10 as well as the specific dimensions of the recesses can however be varied and optimally designed depending on the respective flow conditions of the gasoline engine. Alternatively or additionally, surveys may also be provided. Instead of a dome-shaped geometry and groove-shaped, serrated or rib-like depressions or elevations are conceivable. The surface 10 of the piston 14 additionally includes two combustion bowls 16 , whereby compression chamber of the combustion chamber partially into the piston 14 shifted and an adaptation to the arrangement of gas exchange valves 18 (S. 2 ) is given inside the cylinder head.

2 zeigt eine perspektivische Schrägansicht eines Gaswechselventils 18 mit einer mit einem Relief 12 versehenen Oberfläche 10, welche im Einbauzustand ebenfalls einer Brennkammer des Ottomotors zugewandt ist. Vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung der Ventiltulpe auf der Einlasskanalseite mit einem golfballartigen Relief. Das golfballartige Relief 12 umfasst wiederum eine Vielzahl von kalottenförmigen Vertiefungen mit gegenüber der Oberfläche 10 scharfkantig ausgebildeten Übergängen. Sowohl das Relief 12 als auch das Gaswechselventil 18 sind rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse II-II ausgebildet. Sowohl der in 1 gezeigte Kolben 14 als auch das Gaswechselventil 18 ermöglichen aufgrund ihrer mit den jeweiligen Reliefs 12 versehenen Oberflächen 10 eine verbesserte Kraftstoffgemischbildung sowie eine entsprechend schnelle Verbrennung nach dem Fremdzünden des Kraftstoffgemischs mittels einer Zündkerze. Dabei kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass auch eine der Brennkammer zugewandte Oberfläche des Zylinderkopfs (nicht abgebildet) mit einem Relief 12 versehen ist. Eine weitere Verbesserung der Verbrennung kann mit Hilfe einer Multifunkenzündungseinrichtung erzielt werden. 2 shows an oblique perspective view of a gas exchange valve 18 with one with a relief 12 provided surface 10 , which also faces a combustion chamber of the gasoline engine in the installed state. Also advantageous is the design of the valve tulip on the inlet channel side with a golf ball-like relief. The golf ball-like relief 12 again comprises a plurality of dome-shaped depressions with respect to the surface 10 sharp edged transitions. Both the relief 12 as well as the gas exchange valve 18 are rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation II-II. Both the in 1 shown piston 14 as well as the gas exchange valve 18 allow due to their with the respective reliefs 12 provided surfaces 10 an improved fuel mixture formation and a correspondingly rapid combustion after the sparking of the fuel mixture by means of a spark plug. It may alternatively or additionally be provided that also a combustion chamber facing surface of the cylinder head (not shown) with a relief 12 is provided. Further improvement of the combustion can be achieved by means of a multi-ignition device.

Claims

Otto engine for a motor vehicle, with at least one cylinder, within which a piston ( 14 ) is longitudinally movably guided for carrying out a cycle comprising several cycles between a lower and a top dead center, with a cylinder head defining the cylinder, which comprises at least one inlet channel and an outlet channel, which in dependence on a cycle of the working cycle by at least one associated gas exchange valve ( 18 ) are to be closed or opened, and with at least one spark plug for spark-ignition of a fuel mixture to be compressed within a combustion chamber in the region of the top dead center of the piston ( 14 ), wherein the combustion chamber through the cylinder, the cylinder head and the piston ( 14 ), characterized in that at least one of the combustion chamber facing surface ( 10 ) of the piston ( 14 ) and / or at least one gas exchange valve ( 18 ) and / or the inlet channel and / or the valve tulip and / or the cylinder head at least partially with a relief ( 12 ) is provided.

Otto engine according to claim 1, characterized in that the relief ( 12 ) dome-shaped and / or grooved and / or jagged and / or rib-like depressions and / or elevations.

Otto engine according to claim 1 or 2, characterized in that a transition between the combustion chamber facing surface ( 10 ) and the relief ( 12 ) is sharp-edged.

Otto engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one of the combustion chamber facing surface ( 10 ) with a mirror-symmetrical (mirror plane II) and / or a rotationally symmetrical (rotation axis II-II) relief ( 12 ) is provided.

Otto engine according to one of claims 1 to 4, characterized that an indirect Einzelpunkteinspritzeinrichtung and / or a indirect multipoint injector and / or direct injector is provided, by means of which to produce the fuel mixture is.

Otto engine according to one of claims 1 to 5, characterized that an exhaust gas recirculation device is provided, by means of which at least a part of a through the Outlet channel to be discharged To supply exhaust gas to the inlet channel is.

Method for operating a gasoline engine for a motor vehicle, with at least one cylinder, within which a piston ( 14 ) is longitudinally movably guided between a lower and a top dead center for carrying out a cycle comprising several cycles, comprising a cylinder head defining the cylinder, which comprises at least one inlet channel and one outlet channel, which in dependence on the cycle of the working cycle by at least one associated gas exchange valve ( 18 ) are closed or opened, and with at least one spark plug, by means of which a within a combustion chamber in a cycle of the working cycle compressed fuel mixture in the region of a top dead center of the piston ( 14 ) is spark ignited, wherein the combustion chamber through the cylinder, the cylinder head and the piston ( 14 ), characterized in that the fuel mixture before the external ignition by means of at least one at least partially with a relief ( 12 ) surface ( 10 ) of the combustion chamber and / or the inlet channel and / or the valve tulip is turbulently mixed.

Method according to claim 7, characterized in that that a gasoline engine according to a the claims 1 to 6 is used.

Method according to claim 7 or 8, characterized that the fuel mixture by directly injecting a fuel into the combustion chamber and / or by injecting a fuel in the inlet channel is generated.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the fuel between an opening of at least one of the inlet channel associated gas exchange valve ( 18 ) and before the top dead center of the piston ( 14 ) and in particular in the region of the bottom dead center of the piston ( 14 ) is introduced into the combustion chamber.