DE102011015441A1

DE102011015441A1 - Motor mit einer durch Kraftstoffeinspritzung ausgelösten Verbrennungskammermischung

Info

Publication number: DE102011015441A1
Application number: DE102011015441A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Straub
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: US8402940B2; CN102213136A; CN102213136B; US20110239982A1; DE102011015441B4

Abstract

Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur, einen Kolben und ein Kraftstoffsystem zur Direkteinspritzung umfassen. Die Motorstruktur kann eine Zylinderbohrung definieren, und der Kolben kann für eine Hubverschiebung zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition in der Zylinderbohrung angeordnet sein. Das Kraftstoffsystem zur Direkteinspritzung kann eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweisen, die einen Kraftstoffsprühstrahl in eine Verbrennungskammer liefert, die durch den Kolben und die Motorstruktur definiert ist. Die Kraftstoffströmung kann sich im Wesentlichen tangential zu einem Umfang der Verbrennungskammer erstrecken, und sie kann eine Mittelachse definieren, die sich in einer Richtung radial über die Verbrennungskammer erstreckt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren, die Kraftstoffsysteme zur Direkteinspritzung aufweisen.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt liefert auf die vorliegende Offenbarung bezogene Hintergrundinformation, die nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellt.
Motorbaugruppen können direkte Motorkraftstoffsysteme umfassen, die eine Kraftstoffzufuhr direkt in eine Verbrennungskammer eines Motors liefern. Typischerweise können die Kraftstoffsysteme zur Direkteinspritzung eine zentral angeordnete Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweisen. Während der Einspritzung kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mehrere radiale Kraftstoffstrahlen liefern, die in Richtung der Verbrennungskammerwände ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung und der resultierende Kraftstoffsprühstrahl können dazu führen, dass der Kraftstoff die Verbrennungskammerwände trifft und dadurch die Vermischung in der Verbrennungskammer begrenzt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur, einen Kolben und ein Kraftstoffsystem zur Direkteinspritzung umfassen. Die Motorstruktur kann eine Zylinderbohrung definieren, und der Kolben kann für eine Hubverschiebung zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition in der Zylinderbohrung angeordnet sein. Das Kraftstoffsystem zur Direkteinspritzung kann eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweisen, die einen Kraftstoffsprühstrahl in eine Verbrennungskammer liefert, die durch den Kolben und die Motorstruktur definiert ist. Die Kraftstoffströmung kann sich im Wesentlichen tangential zu einem Umfang der Verbrennungskammer erstrecken, und sie kann eine Mittelachse definieren, die sich in einer Richtung radial über die Verbrennungskammer erstreckt.
Ein Verfahren kann umfassen, das eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Direkteinspritzung in Verbindung mit einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors bereitgestellt wird, die durch eine Motorstruktur und einen Kolben definiert wird, der in einer Zylinderbohrung angeordnet ist, die durch die Motorstruktur definiert wird. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass ein luftmitführender Kraftstoffsprühstrahl von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Wesentlichen tangential zu einer umlaufenden Seitenwand der Verbrennungskammer direkt in die Verbrennungskammer eingespritzt wird. Eine Rotationsströmung des Kraftstoffsprühstrahls und der verbleibenden Luft in der Verbrennungskammer kann durch die tangentiale Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden.
Weitere Anwendungsgebiete werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
3 ist eine schematische Schnittansicht einer alternativen Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 3;
5 ist eine schematische Schnittansicht einer alternativen Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 5;
7 ist eine schematische Darstellung einer ersten Kraftstoffeinspritzeinrichtungsdüse gemäß der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Kraftstoffeinspritzeinrichtungsdüse gemäß der vorliegenden Offenbarung;
9 ist eine schematische Darstellung einer dritten Kraftstoffeinspritzeinrichtungsdüse gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
10 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Einspritzungsanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine schematische Darstellung einer Motorbaugruppe, welche die Einspritzungsanordnung von 10 aufweist; und
12 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen nicht einschränken.
Beispielhafte Ausführungsformen sind vorgesehen, sodass diese Offenbarung sorgfältig sein wird und Fachleuten den Umfang vollständig übermitteln wird. Es werden zahlreiche spezielle Details dargelegt, wie etwa Beispiele spezieller Komponenten, Einrichtungen und Verfahren, um für ein genaues Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Fachleute werden einsehen, dass spezielle Details nicht verwendet werden müssen, dass die beispielhaften Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert werden können und dass keine von diesen derart ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Einrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Wenn ein Element oder eine Lage als ”auf”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Lage bezeichnet wird, kann sich dieses bzw. diese direkt auf dem anderen Element oder der anderen Lage befinden, mit dem anderen Element oder der anderen Lage in Eingriff stehen, verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Lagen vorhanden sein. Wenn ein Element im Gegensatz dazu als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Lage bezeichnet wird, können keine dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Formulierungen, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (z. B. ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, usw.). Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” eine beliebige oder alle Kombinationen eines oder mehrerer der dazugehörigen aufgelisteten Gegenstände.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter, usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Lagen und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Lagen und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sein. Diese Ausdrücke können lediglich verwendet werden, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Lage oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Lage oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie beispielsweise ”erster”, ”zweiter” und andere numerische Ausdrücke implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, wenn sie hierin verwendet werden, wenn dies nicht klar durch den Zusammenhang angegeben wird. Daher könnte eine erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Lage oder ein erster Abschnitt, die nachstehend diskutiert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Lage oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 kann eine Motorbaugruppe 10 eine Motorstruktur 12, ein Kraftstoffsystem 14 und einen Kolben 16 umfassen, der durch eine Pleuelstange 20 mit einer Kurbelwelle 18 gekoppelt ist. Die Motorstruktur 12 kann einen Zylinderblock 22 umfassen, der eine Zylinderbohrung 24 und einen Zylinderkopf 26 definiert, der Einlass- und Auslassanschlüsse 28, 30 definiert. Der Kolben 16 kann in der Zylinderbohrung 24 angeordnet sein, und er kann in einer Hubbewegung zwischen einer oberen Totpunktposition (TDC-Position) und einer unteren Totpunktposition (BDC-Position) verschiebbar sein, um die Drehung der Kurbelwelle 18 anzutreiben. Die vorliegende Offenbarung gilt gleichermaßen für Motoren, die eine beliebige Anzahl von Kolben/Zylinderanordnungen aufweisen, einschließlich von Ausbildungen mit entgegengesetzten Kolben (12), wie auch für Anordnungen mit obenliegender Nockenwelle und Nocken im Block. Die vorliegende Offenbarung gilt gleichermaßen für Diesel- und Benzinmotoren mit Direkteinspritzung.
Der Kolben 16 und die Motorstruktur 12 wirken zusammen, um eine Verbrennungskammer 32 zu definieren. Die Kolben 16 können Dichtungsringe 41 aufweisen, die mit einem Außenumfang von diesen und mit der Motorstruktur 12 in Eingriff stehen, um die Verbrennungskammer 32 von dem Motor-Kurbelgehäuse zu isolieren. Die Verbrennungskammer 32 kann einen runden Querschnitt aufweisen, der einen Umfang der Verbrennungskammer 32 definiert. Das Kraftstoffsystem 14 weist eine Kraftstoffpumpe 34 auf, die eine Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 liefert. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel kann der Kraftstoff, der an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 geliefert wird, während eines Betriebs mit hoher Last bei einem Betriebsdruck von zumindest einhundertzwanzig Megapascal (120 MPa), und spezieller von größer als zweihundert Megapascal (200 MPa), vorliegen. Das Kraftstoffsystem 14 kann bei einem Betrieb des Motors mit niedriger oder Teillast bei verringerten Drücken betrieben werden. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 steht mit der Verbrennungskammer 32 in direkter Verbindung, um eine Anordnung zur Direkteinspritzung zu bilden. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 kann in eine Kraftstoffleiste (nicht gezeigt) eingebunden sein, die mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zur Direkteinspritzung aufweist.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 kann sich durch eine Seitenwand 40 der Verbrennungskammer 32 erstrecken und einen Kraftstoffsprühstrahl (F1) liefern, der sich radial in die Verbrennungskammer 32 erstreckt. Der Kraftstoffsprühstrahl (F1) kann in der Form eines fein zerstäubten Sprühstrahls vorliegen. Der Kraftstoffsprühstrahl (F1) kann axial oberhalb der Dichtungsringe 41 des Kolbens 16 angeordnet sein, wenn sich der Kolben 16 in der TDC-Position befindet. Gemäß dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel kann sich der Kraftstoffsprühstrahl (F1) im Wesentlichen tangential zu der Seitenwand (dem Umfang) 40 der Verbrennungskammer 32 erstrecken. Spezieller kann der Kraftstoffsprühstrahl (F1) ein Kraftstoffsprühmuster definieren, das eine Mittelachse (C1) zwischen einem inneren und einem äußeren radialen Rand (P1_i, P1_o) definiert. Die Mittelachse (C1) kann sich in einer Richtung von einem Umfangsstartpunkt 42 bis zu einem ersten Umfangsendpunkt 44, an dem die Mittelachse (C1) die Zylinderbohrung 24 schneidet, über die Verbrennungskammer 32 erstrecken. Der erste Umfangsendpunkt 44 kann von dem Umfangsstartpunkt 42 durch einen Winkel (θ1) von weniger als oder gleich einhundertfünfunddreißig Grad umlaufend beabstandet (drehversetzt) sein. Der äußere radiale Rand (P1_o) kann sich in einer Richtung erstrecken, welche die Zylinderbohrung 24 an einem zweiten Umfangsendpunkt 46 schneidet, der von dem Umfangsstartpunkt 42 durch einen Winkel (θ2) von weniger als oder gleich neunzig Grad umlaufend beabstandet (drehversetzt) ist. Der Kraftstoffsprühstrahl (F1) kann eine Winkelspanne (θ3) von weniger als oder gleich dreißig Grad definieren.
Der Kraftstoffsprühstrahl (F1) kann mehrere Strahlformen umfassen. Die mehreren Strahlformen können durch eine Düse 48 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 erzeugt werden, die mehrere Öffnungen 50 definiert, die durch ein Zapfenventil 51 selektiv geöffnet werden, wie es in 7 dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, dass der Kraftstoffsprühstrahl (F1) alternativ eine einzelne Strahlform aufweisen kann. Die einzelne Strahlform kann durch eine Düse 52 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 36 erzeugt werden, die eine einzige Mündung 54 und ein Tellerventil 56 definiert, wie es in 8 dargestellt ist. Alternativ, wie in 9 zu sehen ist, kann eine Düse 58, die eine einzige Mündung 60 definiert, mit einem Zapfenventil 62 verwendet werden, um eine einzelne ringförmige Strahlform zu bilden. Bei einer beliebigen der Anordnungen können der hohe Betriebsdruck der Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff und die Ausrichtung des Kraftstoffsprühstrahls (F1) relativ zu der Verbrennungskammer 32 einen Sprühstrahl mit Rotationswirbel in der Verbrennungskammer 32 erzeugen und für eine Vermischung sorgen.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung voranschreitet, liefert eine Rotation der Luft in der Verbrennungskammer eine Luftströmung für den Sprühstrahl von der Einspritzeinrichtung, die weder Kraftstoff noch Verbrennungsprodukte von dem Einspritzungsereignis enthält. Das Gas in der Verbrennungskammer, das hierin als ”Luft” beschrieben ist, kann zurückgeführte Abgasprodukte aus vorhergehenden Verbrennungszyklen umfassen. Der Kraftstoffsprühstrahl (F1) kann sich in einer Drehrichtung (R1) um eine Drehachse (A1) im Wesentlichen parallel zu der Richtung des Hubs des Kolbens 16 bewegen. Der Impuls des Kraftstoffsprühstrahls (F1) in der Verbrennungskammer 32 kann für eine Vermischung der Luftladung und des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 32 sorgen und eine Rotationsströmung des Gemischs aus Kraftstoffsprühstrahl (F1) und Luftladung (der Kraftstoff-Luftladung) erzeugen. Spezieller kann der Impuls des Kraftstoffsprühstrahls (F1) ausreichend sein, um für eine vollständige Rotation der Kraftstoff-Luftladung um die Verbrennungskammer 32 während eines Einspritzungsereignisses für ein entsprechendes Verbrennungsereignis (eine Verbrennung in dem Zylinder, die einem Arbeitstakt entspricht) zu sorgen. Der Kraftstoff, der an dem Beginn des Einspritzungsereignisses an die Verbrennungskammer 32 geliefert wird (die anfängliche Einspritzung), kann sich um zumindest dreihundertsechzig Grad um die Drehachse (A1) bewegen und an dem Ende des Einspritzungsereignisses (bei dem Abschluss der Einspritzung) zu dem Einspritzungsort zurückkehren. Die Zeit von dem Start des Einspritzungsereignisses bis zu dem Ende des Einspritzungsereignisses kann eine Kraftstoffeinspritzungsdauer definieren.
Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 kann die Einspritzung des Kraftstoffs bei Betriebsmodi wie beispielsweise einem Teillastbetrieb, bei dem ein ausreichender Impuls in dem Kraftstoffsprühstrahl existieren kann, um die Kraftstoff-Luftladung des Zylinders während eines Einspritzungsereignisses um dreihundertsechzig Grad zu drehen, in mehreren Ereignissen (F1_A, F1_B, F1_C, F1_D, F1_E) über eine ausgedehnte Zeitdauer ausgeführt werden, um den Kraftstoff gleichmäßiger in der Verbrennungskammer 32 zu verteilen. 10 stellt die mehreren Einspritzungen graphisch dar. Die x-Achse von 10 ist die Zeit (t), und die y-Achse ist die Öffnung der Einspritzeinrichtung, wobei ”0” geschlossen und ”1” offen ist.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Kraftstoffsprühstrahl (F1) einen linearen Impuls (M) enthalten, der dem Einspritzungsdruckniveau und der Dauer der Einspritzung näherungsweise direkt proportional ist. Die Kraftstoff-Luftladung in der Verbrennungskammer weist an dem Ende des Einspritzungsereignisses eine endgültige Rotationsgeschwindigkeit (ω) auf, die durch das Produkt des Sprühstrahlimpulses (M) und dessen tangentialer Distanz (R) bis zu dem Zentrum der Verbrennungskammer 32 dividiert durch das Trägheitsmoment (I) des Verbrennungskammergases angenähert wird. Die endgültige Rotationsgeschwindigkeit (ω) würde durch eine beliebige anfängliche Rotationsgeschwindigkeit oder einen beliebigen anfänglichen Wirbel (ω₀) der Kraftstoff-Luftladung weiter erhöht werden, der vor dem Einspritzungsereignis in der Verbrennungskammer existiert.
Eine alternative Motorbaugruppe 110 ist in 3 und 4 dargestellt. Die Motorbaugruppe 110 kann der Motorbaugruppe 10 im Wesentlichen ähnlich sein. Daher wird die Motorbaugruppe 110 der Einfachheit halber mit dem Verständnis nicht im Detail beschrieben, dass die Beschreibung der Motorbaugruppe 10 gleichermaßen gültig ist, wobei die Ausnahmen nachstehend angegeben sind.
Der Kolben 116 in der Motorbaugruppe 110 kann einen gewölbten Zentralbereich 117 aufweisen, der sich von einer ringförmigen axialen Stirnfläche 119 des Kolbens 116 erstreckt, die den gewölbten Zentralbereich 117 umgibt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 136 kann der Kraftstoffsprühstrahl (F2) in einen ringförmigen Kanal 121 leiten, der radial zwischen dem gewölbten Zentralbereich 117 und der Motorstruktur 112 definiert ist. Der ringförmige Kanal 121 kann das Definieren der Drehrichtung (R2) des Kraftstoffsprühstrahls (F2) unterstützen. Der Kraftstoffsprühstrahl (F2) kann in der Form einer einzelnen Strahlform vorliegen (z. B. durch die Düse 52 und das Tellerventil 56 von 8 oder durch die Düse 58 und das Zapfenventil 62 von 9). Wie vorstehend bezogen auf die Motorbaugruppe 10 diskutiert wurde, kann der Kraftstoffsprühstrahl (F2) jedoch alternativ mehrere Strahlformen aufweisen (z. B. durch die Düse 48 und die Öffnungen 50 von 7).
Die Impuls- und Sprüheigenschaften des Kraftstoffsprühstrahls (F2) können denjenigen ähnlich sein, die vorstehend bezogen auf den Kraftstoffsprühstrahl (F1) beschrieben sind, und werden daher nicht im Detail beschrieben.
Eine alternative Motorbaugruppe 210 ist in 5 und 6 dargestellt. Die Motorbaugruppe 210 kann der Motorbaugruppe 10 im Wesentlichen ähnlich sein. Daher wird der Einfachheit halber die Motorbaugruppe 210 mit dem Verständnis nicht im Detail beschrieben, dass die Beschreibung der Motorbaugruppe 10 gleichermaßen gültig ist, wobei die Ausnahmen nachstehend angegeben sind. Die Motorbaugruppe 210 kann eine modifizierte Ausrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 236 und eine modifizierte Geometrie des Kolbens 216 aufweisen.
Spezieller kann sich die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 236 axial in die Verbrennungskammer 232 erstrecken. Der Kolben 216 kann eine toroidale Verbrennungsmulde 217 an einem axialen Ende 219 definieren, das der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 236 gegenüberliegt. Die toroidale Verbrennungsmulde 217 kann eine ringförmige Aussparung 221 aufweisen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 236 kann in der ringförmigen Aussparung 221 radial ausgerichtet sein, und sie kann einen direkten Kraftstoffsprühstrahl (F3) in die ringförmige Aussparung 221 leiten.
Die ringförmige Aussparung 221 kann das Definieren der Drehrichtung (R3) des Kraftstoffsprühstrahls (F3) unterstützen. Die Impuls- und Sprüheigenschaften des Kraftstoffsprühstrahl (F3) können denjenigen ähnlich sein, die vorstehend bezogen auf den Kraftstoffsprühstrahl (F1) beschrieben sind, und werden daher nicht im Detail beschrieben. Ferner kann die Düse 248 aufgrund der axialen Ausrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 236 einen radialen Entladungspfad definieren, um ein Sprühmuster mit Rotationswirbel in der ringförmigen Aussparung 221 zu erzeugen.
12 stellt eine Motorbaugruppe 310 dar, die entgegengesetzte Kolben 315, 316 aufweist. Die Motorbaugruppe 310 kann der Motorbaugruppe 110, die in 3 und 4 gezeigt ist, im Wesentlichen ähnlich sein. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 336 kann sich jedoch an einem Ort, der axial zwischen den entgegengesetzten Kolben 315, 316 zentriert ist, durch eine Seitenwand 340 der Verbrennungskammer 332 erstrecken. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 336 kann einen Kraftstoffsprühstrahl (F4) radial in die Verbrennungskammer 332 und tangential zu der Seitenwand 340 der Verbrennungskammer 332 liefern. Die Kolben 315, 316 können jeweils einen gewölbten Zentralbereich 317, 318 definieren, um einen ringförmigen Strömungspfad für den Kraftstoffsprühstrahl (F4) zu liefern.

Claims

Motorbaugruppe, die umfasst: eine Motorstruktur, die eine Zylinderbohrung definiert; einen Kolben, der für eine Hubverschiebung zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition in der Zylinderbohrung angeordnet ist; und ein Kraftstoffsystem zur Direkteinspritzung, das eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweist, die einen Kraftstoffsprühstrahl in eine Verbrennungskammer liefert, die durch den Kolben und die Motorstruktur definiert ist, wobei sich der Kraftstoffsprühstrahl im Wesentlichen tangential zu einem Umfang der Verbrennungskammer erstreckt und eine Mittelachse definiert, die sich in einer Richtung radial über die Verbrennungskammer erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich die Mittelachse des Kraftstoffsprühstrahls in einer Richtung von einem Umfangsstartpunkt an dem Umfang der Verbrennungskammer zu einem ersten Umfangsendpunkt an dem Umfang der Verbrennungskammer erstreckt, wobei der erste Umfangsendpunkt in einer Drehrichtung von dem Umfangsstartpunkt um weniger als oder gleich 135 Grad entlang des Umfangs drehversetzt ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Kraftstoffsprühstrahl ein Sprühmuster aufweist, das einen inneren und einen äußeren radialen Rand definiert, die sich um die Mittelachse erstrecken, wobei sich der äußere radiale Rand in einer Richtung von dem Umfangsstartpunkt zu einem zweiten Umfangsendpunkt an dem Umfang der Verbrennungskammer erstreckt, wobei der zweite Umfangsendpunkt in der Drehrichtung von dem Umfangsstartpunkt um weniger als oder gleich 90 Grad entlang des Umfangs drehversetzt ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 3, wobei der Kraftstoffsprühstrahl eine Winkelspanne von weniger als oder gleich 30 Grad definiert.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer Öffnung angeordnet ist, die sich durch eine Seitenwand der Verbrennungskammer erstreckt, die den Umfang der Verbrennungskammer definiert.
Motorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei der Kolben einen gewölbten Zentralabschnitt aufweist, der sich relativ zu einer ringförmigen axialen Stirnfläche des Kolbens, die den gewölbten Zentralbereich umgibt, axial nach außen erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der Kolben einen Dichtungsring aufweist, der mit einem Außenumfang des Kolbens und dem Umfang der Verbrennungskammer in Eingriff steht, wobei der Kraftstoffsprühstrahl bezogen auf den Dichtungsring axial nach außen angeordnet ist, wenn sich der Kolben in der oberen Totpunktposition befindet.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer Öffnung angeordnet ist, die sich durch ein axiales Ende der Verbrennungskammer erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 8, wobei der Kolben eine ringförmige Aussparung definiert, die sich axial in eine Stirnfläche des Kolbens erstreckt und mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung radial ausgerichtet ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff bei einem Betriebsdruck von zumindest 120 Megapascal (MPa) in Fluidverbindung steht.