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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verbrennungssystem für einen Motor, und insbesondere ein Doppelvorkammer-Verbrennungssystem, das die Verwendung eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches ermöglicht.
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Ein Nebenprodukt der inneren Verbrennung innerhalb eines Motors ist die Bildung von Stickoxid(NOx)-Gasen. Diese Arten von Gasen werden gebildet, wenn sich unter den mit dem Verbrennungsprozess verbundenen hohen Temperaturen Stickstoff (N2) mit Sauerstoff (O2) verbindet, um dadurch NOx-Gase, wie Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2), zu bilden. Diese Gase können eine Anzahl von ungünstigen Auswirkungen auf die Umwelt haben, wenn sie in die Atmosphäre freigesetzt werden. Zum Beispiel wurden saurer Regen, Smog, Ozonschichtabbau und andere ungünstige Umwelteinflüsse auf die Freisetzung von NOx-Gasen in die Atmosphäre zurückgeführt.
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Ein Weg zum Reduzieren der Erzeugung von NOx-Gas in einem Verbrennungsmotor ist die Verwendung eines ausreichend mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches. Insbesondere hat die erhöhte Menge von Luft in einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch den Effekt der Verringerung der inneren Verbrennungstemperaturen des Motors, wodurch die Bildung von NOx-Gasen verringert wird. Jedoch ist die Verwendung eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches nicht ohne Probleme. Zum Beispiel kann das Einströmen eines übermäßig mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches in einen herkömmlichen Verbrennungsmotor unter anderem einen Motorschaden und ein „Klopfen“ verursachen.
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Einige Versuche zur Förderung der Verwendung von mageren und übermäßig mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen in einem Verbrennungsmotor wurden unternommen, indem bestimmte Modifikationen an dem Motor durchgeführt wurden. Eine solche Methode war die Verwendung einer Schichtladung in einem Motor mit Benzindirekteinspritzung (GDI). Zum Beispiel verwendet die Gestaltung einer wandgeführten GDI typischerweise spezielle Konturen an einem Kolben, um den von einer Seiteneinspritzdüse eingespritzten Kraftstoff in Richtung zu einer mittig gelegenen Zündkerze zu leiten. In anderen Fällen wurden Gestaltungen einer indirekten Einspritzung verwendet, bei denen sowohl eine Kraftstoffeinspritzdüse als auch eine Zündkerze innerhalb einer Vorkammer angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass die Verbrennung in der Vorkammer beginnt und sich in die Hauptbrennkammer ausbreitet. Jedoch erfordern solche Methoden komplexe Gestaltungen und können nur geringfügige Auswirkungen auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeit haben.
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Um die im Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen, besteht ein Bedarf an der Entwicklung eines vereinfachten Verbrennungssystems, das sowohl die NOx-Gas-Emissionen reduziert als auch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
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Die
JP S54 - 22 007 A beschreibt ein Verbrennungssystem für einen Motor, aufweisend einen Zylinderblock, der eine Zylinderbohrung und einander gegenüberliegende Vorkammern definiert, die entlang einem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet sind, und Zündkerzen, die innerhalb der Vorkammern angeordnet sind und wenigstens einen Teil des Kraftstoffes derart zünden, dass Zündflammen in die Zylinderbohrung geleitet werden.
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Die
DE 968 925 B und US 2005 / 0 205 050 A1 beschreiben jeweils ein Verbrennungssystem für einen Motor, aufweisend einen Zylinderblock, der eine Zylinderbohrung definiert, eine Kraftstoffeinspritzdüse, die Kraftstoff einspritzt, und wenigstens eine Zündkerze, die wenigstens einen Teil des Kraftstoffes von der Kraftstoffeinspritzdüse derart zündet, dass Zündflammen in die Zylinderbohrung geleitet werden.
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Die
DE 952 042 B beschreibt ein Verbrennungssystem für einen Motor, aufweisend einen Zylinderblock, der eine Zylinderbohrung und einander gegenüberliegende Vorkammern definiert, die entlang einem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet sind, und Kraftstoffeinspritzdüsen, die innerhalb der Vorkammern angeordnet sind.
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Mit der Erfindung werden Systeme und Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung innerhalb eines Motors und insbesondere Techniken geschaffen, bei denen Kraftstoff, der entlang einer Mittelachse einer Zylinderbohrung eingespritzt wird, in Richtung zu Vorkammern umgelenkt wird, die entlang dem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet sind.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch ein Verbrennungssystem nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach den Merkmalen aus dem Anspruch 8 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Nach einem Aspekt der Erfindung weist ein Verbrennungssystem für einen Motor einen Zylinderblock auf, der eine Zylinderbohrung und einander gegenüberliegende Vorkammern definiert, die entlang einem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet sind. Das System weist auch eine Kraftstoffeinspritzdüse auf, die abstandsgleich von dem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet ist und Kraftstoff in einer Richtung senkrecht zu einem Durchmesser der Zylinderbohrung einspritzt. Das System weist ferner Zündkerzen auf, die innerhalb der Vorkammern angeordnet sind und wenigstens einen Teil des Kraftstoffes von der Kraftstoffeinspritzdüse derart zünden, dass Zündflammen in die Zylinderbohrung geleitet werden.
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Die Vorkammern des Verbrennungssystems können eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, welche die Zündflammen in die Zylinderbohrung leiten. Die Öffnungen können jeweils etwa ein Millimeter im Durchmesser sein. Die Zündflammen von einer einzelnen Vorkammer können fünfzehn oder mehr Grad voneinander entfernt sein. Ferner kann der Zylinderblock des Verbrennungssystems einen Kühlmittelmantel definieren, der wenigstens teilweise die Zylinderbohrung umschließt. Darüber hinaus kann das Verbrennungssystem einen Kolben aufweisen, der in der Zylinderbohrung angeordnet ist und den Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse in Richtung zu den Vorkammern leitet. Die Vorkammern können entlang einem Umfang der Zylinderbohrung an Stellen angeordnet sein, die mit einer Position des oberen Totpunktes des Kolbens korrespondieren.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren das Einspritzen von Kraftstoff in Richtung zu einem Boden eines Kolbens, der innerhalb einer Zylinderbohrung eines Motors angeordnet ist, durch eine Kraftstoffeinspritzdüse, die innerhalb der Zylinderbohrung mittig angeordnet ist. Wenigstens ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes wird in einander gegenüberliegenden Vorkammern aufgenommen, die entlang einem Umfang der Zylinderbohrung angeordnet sind. Der Teil des eingespritzten Kraftstoffes wird auch innerhalb der Vorkammern derart gezündet, dass Zündflammen in die Zylinderbohrung geleitet werden.
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Der Kraftstoff kann während eines Kompressionshubes eingespritzt werden, bei dem sich der Kolben in Richtung zu einer Position des oberen Totpunktes in der Zylinderbohrung bewegt. Der Boden des Kolbens kann auch zum Leiten des eingespritzten Kraftstoffes in Richtung zu den Vorkammern verwendet werden. Ferner kann der Boden des Kolbens auch zum Drücken des eingespritzten Kraftstoffes in die Vorkammern verwendet werden, wenn sich der Kolben der Position des oberen Totpunktes nähert. Das Einspritzen des Kraftstoffes während des Kompressionshubes kann eine zweite Einspritzung von Kraftstoff sein, wobei das Verfahren ferner das Einspritzen von Kraftstoff während eines Ansaughubes, bei dem sich der Kolben von der Kraftstoffeinspritzdüse in der Zylinderbohrung weg bewegt, als eine erste Einspritzung umfasst. Der Ansaughub kann vor dem Kompressionshub erfolgen. Die Zündflammen, die von einer einzelnen Vorkammer geleitet werden, können wenigstens fünfzehn Grad voneinander entfernt sein. Ferner können die Zündflammen von den Vorkammern zum Zünden wenigstens eines Teils des Kraftstoffes der ersten Einspritzung innerhalb der Zylinderbohrung verwendet werden. Außerdem kann das Verfahren das Bereitstellen einer Kühlung für die Zylinderbohrung unter Verwendung eines Kühlmittelmantels umfassen, der wenigstens teilweise die Zylinderbohrung umschließt.
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Vorteilhafterweise schaffen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren die Verwendung von Vorkammern, die es ermöglichen, dass ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch während der Verbrennung verwendet werden kann.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Doppelvorkammer-Verbrennungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Draufsicht eines Zylinderblockes mit Doppelvorkammern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 3A-3C das System aus 1 während eines Ansaughubes;
- 4A-4C das System aus 1 während eines Kompressionshubes;
- 5A-5C das System aus 1, wenn sich der Kolben während eines Kompressionshubes dem oberen Totpunkt nähert; und
- 6A-6C das System aus 1 während eines Zündarbeitsvorgangs.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die Erfindung stellt ein Verbrennungssystem und Techniken bereit, bei denen einander gegenüberliegende Vorkammern entlang einem Umfang einer Zylinderbohrung eines Motors angeordnet sind. Eine Kraftstoffeinspritzdüse, die abstandsgleich von dem Umfang angeordnet ist, spritzt Kraftstoff in Richtung zu der Mitte der Zylinderbohrung entlang einer Achse ein, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Durchmesser der Zylinderbohrung ist. Die Verbrennung des in der Brennkammer vorhandenen Luft-Kraftstoff-Gemisches wird durch Zünden von Gemischen in den Vorkammern ausgelöst, wobei die Zündflammen in Richtung zu dem Gemisch in der Hauptkammer geleitet werden.
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Mit Bezug auf 1 weist ein Doppelvorkammer-Verbrennungssystem 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Zylinderblock 108 auf, durch den hindurch eine Zylinderbohrung 112 ausgebildet ist. Der Zylinderblock 108 kann eine Anzahl von Zylinderbohrungen aufweisen, die gleich der Zylinderbohrung 112 sind. Zum Beispiel kann der Zylinderblock 108 insgesamt vier Zylinderbohrungen aufweisen, wenn er für die Verwendung bei einem Vierzylindermotor konfiguriert ist. Der Zylinderblock 108 kann aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem anderen leichten Material geformt sein. In solchen Fällen kann die Zylinderbohrung 112 eine Zylinderlaufbuchse 114 aufweisen, die aus einem geeigneten Material, wie Stahl, konstruiert ist, um die Innenseite der Zylinderbohrung 112 zu verstärken.
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Der Zylinderblock 108 kann einen Kühlmittelmantel 110 aufweisen, der wenigstens teilweise die Zylinderbohrung 112 einkapselt. Zum Beispiel kann, wie in 2 detaillierter gezeigt, der Kühlmittelmantel 110 eine hohle Struktur innerhalb des Zylinderblockes 108 sein, die den Umfang der Zylinderbohrung 112 umschließt und dieser eine Flüssigkeitskühlung bereitstellt. In dem Kühlmittelmantel 110 kann eine geeignete Form von Kühlmittel, wie Wasser, Äthylenglykol, Verbindungen davon usw., verwendet werden.
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Innerhalb der Zylinderbohrung 112 ist ein Kolben 106 angeordnet, der durch die Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem System 100 angetrieben wird. Kraftstoff 104, der als Bestandteil des Gemisches verwendet wird, wird von einer mittig gelegenen Kraftstoffeinspritzdüse 102 in Richtung zu der Mitte der Zylinderbohrung 112 eingespritzt. Mit anderen Worten kann die Kraftstoffeinspritzdüse 102 in dem Verbrennungssystem 100 abstandsgleich von allen Punkten entlang einem Umfang der Zylinderbohrung 112 angeordnet sein und spritzt den Kraftstoff 104 in einer Richtung senkrecht zu einem Durchmesser der Zylinderbohrung 112 ein. Der Zylinderbohrung 112 kann auch Luft von einem Ansaugkrümmer 126 über ein Einlassventil 130 zugeführt werden, das die Strömung der Luft in die Zylinderbohrung 112 regelt. Nach der Verbrennung werden die resultierenden Gase aus der Zylinderbohrung 112 über ein Auslassventil 128, das die Strömung der Abgase regelt, an einen Abgaskrümmer 124 abgeführt.
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Der Kolben 106 ist über eine Kolbenstange 122 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden und trägt dazu bei, durch seine Bewegung innerhalb der Zylinderbohrung 112 die Kurbelwelle zu drehen. Während des Betriebs wechselt der Kolben 106 durch den gesteuerten Betrieb des Verbrennungssystems 100 zwischen einer Position des oberen Totpunktes (OT) (z.B. einer obersten Position des Kolbens 106 innerhalb der Zylinderbohrung 112) und einer Position des unteren Totpunktes (UT) (z.B. einer untersten Position des Kolbens 106 innerhalb der Zylinderbohrung 112). Zum Beispiel ist in 1 der Kolben 106 dargestellt, wie er sich nach oben in Richtung zu seiner OT-Position innerhalb der Zylinderbohrung 112 bewegt.
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Der Zylinderblock 108 definiert auch Vorkammern 116, in denen eine Verbrennung wenigstens eines Teils des Kraftstoffes 104 (z.B. als Bestandteil eines Luft-Kraftstoff-Gemisches) stattfindet. Zum Beispiel können Zündkerzen 120 in den Vorkammern 116 angeordnet sein und zum Zünden eines Teils des eingespritzten Kraftstoffes 104 verwendet werden, der mit Luft aus dem Ansaugkrümmer 126 vermischt wurde. Die Vorkammern 116 sind als Teil einer Doppelvorkammer-Konfiguration an einander gegenüberliegenden Seiten des Umfangs der Zylinderbohrung 112 angeordnet. Jede Vorkammer 116 kann auch eine Anzahl von Öffnungen 118 aufweisen, die entlang der Zylinderbohrung 112 angeordnet sind und das gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch in Richtung zu der Mitte der Zylinderbohrung 112 leiten. Ebenso kann eine Anzahl von Vorkammern entlang dem Umfang der Zylinderbohrung 112 an verschiedenen Stellen angeordnet sein.
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Mit Bezug auf 2 weist der Zylinderblock 108 vier Zylinderbohrungen auf, obwohl irgendeine Anzahl von Zylindern in anderen Ausführungsformen verwendet werden kann. Ebenso kapselt der in dem Zylinderblock 108 ausgebildete Kühlmittelmantel 110 wenigstens teilweise jede Zylinderbohrung 112 ein. An der Oberseite jeder Zylinderbohrung 112 ist die mittig gelegene Kraftstoffeinspritzdüse 102 angeordnet, die den Kraftstoff nach unten in die Zylinderbohrungen 112 hineinspritzt. Die Vorkammern 116 sind an einander gegenüberliegenden Seiten jeder Zylinderbohrung 112 angeordnet, um die Verbrennung innerhalb der Zylinderbohrungen 112 zu erleichtern. Mit anderen Worten kann jede Zylinderbohrung 112 zwei diagonal einander gegenüberliegende Vorkammern 116 in ihrem oberen Bereich aufweisen. Während des Betriebs wird der von den Kraftstoffeinspritzdüsen 102 nach unten eingespritzte Kraftstoff mit Ansaugluft vermischt, und wenigstens ein Teil des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird von den Vorkammern 116 aufgenommen, wo eine Verbrennung durch die Zündkerzen ausgelöst wird, die in den Vorkammern 116 angeordnet sind.
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Im Allgemeinen vollzieht das hierin beschriebene Verbrennungssystem einen Viertaktbetrieb, um die Kolben des Motors anzutreiben. Dieser Betrieb umfasst im Allgemeinen einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen Arbeitshub und einen Auslasshub, welche während des Betriebs des Motors beliebige Male wiederholt werden können. Jede dieser Phasen des Betriebs wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
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Mit Bezug auf die 3A und 3B ist der Kolben 106 während des Ansaughubes beim Vorgang des Bewegens von einer OT-Position zu einer UT-Position innerhalb der Zylinderbohrung 112 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 102 eine Einspritzung von Kraftstoff 104 in die Zylinderbohrung 112 bereit, um ein primäres Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Zylinderbohrung 112 zu bilden (z.B. durch Mischen mit Luft aus dem Ansaugkrümmer 126). Das primäre Luft-Kraftstoff-Gemisch, das während des Ansaughubes bereitgestellt wird, kann ein mageres Gemisch sein. Das Diagramm 302 in 3C stellt den Betrieb des Verbrennungssystems 100 während des Einspritzvorgangs dar. Die Einspritzung des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzdüse 102 stimmt zeitlich mit der Betätigung des Einlassventils 130 überein (z.B. um der Zylinderbohrung 112 Luft bereitzustellen), wodurch die Zylinderbohrung 112 mit dem primären Luft-Kraftstoff-Gemisch gefüllt wird.
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Mit Bezug auf die 4A und 4B kehrt der Kolben 106 während des Kompressionshubes aus seiner UT-Position zurück (z.B. nach der Vollendung des Ansaughubes) und bewegt sich zurück in seine OT-Position. Diese Bewegung hat eine Kompressionswirkung auf das primäre Luft-Kraftstoff-Gemisch, das zuvor während des in den 3A-3C dargestellten Ansaughubes in die Zylinderbohrung 112 eingespritzt wurde.
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Die Kraftstoffeinspritzdüse 104 kann eine weitere Einspritzung von Kraftstoff 104 in die Zylinderbohrung 112 bereitstellen, wenn sich der Kolben 106 während des Kompressionshubes seiner OT-Position nähert. Mit anderen Worten kann die Kraftstoffeinspritzdüse 102 zwei separate Einspritzungen von Kraftstoff 104 während eines bestimmten Betriebszyklus (z.B. während des Ansaughubes und des Kompressionshubes) bereitstellen. Während der Einspritzung beim Kompressionshub trägt die Position des Kolbens 106 in enger Nähe an den Vorkammern 116 dazu bei, den eingespritzten Kraftstoff 104 in Richtung zu den Vorkammern 116 zu leiten. Zum Beispiel kann, wie in 4B gezeigt, der eingespritzte Kraftstoff 104 während der zweiten Einspritzung Zustromstrahlen 404 entlang einem Boden 132 des Kolbens 106 bilden. Der Boden 132 kann derart konturiert sein, dass die Strömung des Kraftstoffes 104 in Richtung zu den Vorkammern 116 geleitet wird. Zum Beispiel kann der Boden 132 Nuten oder andere Konturen aufweisen, welche die Bildung von Kraftstoffstrahlen 404 in Richtung zu den Vorkammern 116 erleichtern. Daher stellt der Kolben 106 während dieser Einspritzung eine wandgeführte Bewegung bereit, um jede Vorkammer 116 mit einer Luft-Kraftstoff-Ladung von der zweiten Kraftstoffeinspritzung zu befüllen. Jede Vorkammer 116 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 118 auf, durch welche hindurch der Kraftstoff 104 aufgenommen wird. Zum Beispiel weist, wie gezeigt, jede Vorkammer 116 drei Öffnungen 118 auf, obwohl in anderen Ausführungsformen irgendeine Anzahl von Öffnungen verwendet werden kann.
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Das Diagramm 402 in 4C stellt den Betrieb des Verbrennungssystems 100 während des Kompressionshubes dar. Die Einspritzung des Kraftstoffs, die während des Kompressionshubes stattfindet, kann von kürzerer Dauer als die Einspritzung während des Ansaughubes sein. Mit anderen Worten kann eine geringere Menge an Kraftstoff während des Kompressionshubes zum Zwecke des Leitens eines brennbaren Gemisches in die einander gegenüberliegenden Vorkammern 116 in der Zylinderbohrung 112 eingespritzt werden.
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Mit Bezug auf die 5A und 5B wird, wenn sich der Kolben 106 während des Kompressionshubes seiner OT-Position nähert, durch die Bewegung des Kolbens 106 die Luft-Kraftstoff-Ladung von den Kraftstoffstrahlen 404 durch die Öffnungen 118 hindurch und in die Vorkammern 116 hinein komprimiert. Jede Öffnung 118 hat einen Durchmesser von etwa einem Millimeter. In der OT-Position kann auch der obere Ringstegbereich des Kolbens 106 die Vorkammern 116 freihalten. Typische Motoren haben häufig 5-8 Millimeter Freiraum in diesem Bereich.
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Das Diagramm 502 in 5C stellt den Betrieb des Verbrennungssystems 100 während des Endes des Kompressionshubes dar. Der Vorgang eines Beginns der Zündung (BDZ) kann zu dem Ende des Kompressionshubes hin erfolgen und in den Arbeitshub hineinführen. Während des BDZ-Vorgangs werden die in jeder Vorkammer 116 angeordneten Zündkerzen 120 bestromt, was zur Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Vorkammern 116 und zum Beginn der Arbeitshubphase des Betriebs führt.
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Mit Bezug auf die 6A und 6B werden während eines Zündarbeitsvorgangs, wie er beim Beginn des Arbeitshubes erfolgt, die Zündkerzen 120 aktiviert, wodurch die Luft-Kraftstoff-Gemische innerhalb der Vorkammern 116 gezündet werden. Infolge dieser Zündung werden Zündflammen 506 in Richtung zu der Zylinderbohrung 112 zurück geleitet. Im Gegensatz zu anderen Vorkammergestaltungen vermeidet die Ausrichtung der Flammen 506 zurück in Richtung zu der Mitte der Zylinderbohrung 112 das Auftreffen der Flammen 506 auf die Wände der Zylinderbohrung 112. Die Flammen 506 wirken in einer strahlartigen Weise, wodurch ein starker primärer Flammenkern 504 innerhalb der Mitte der Zylinderbohrung 112 bereitgestellt wird. Die Öffnungen 118 können derart geformt sein, dass die Flammen 506 mit fünfzehn oder mehr Grad einer Trennung zwischeneinander in der Zylinderbohrung 112 gebildet werden. Wie gezeigt, kann zum Beispiel jede Vorkammer 116 infolge der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Vorkammern 116 über die Öffnungen 118 drei Flammen 506 in der Zylinderbohrung 112 bereitstellen. Die Flammen 506 und die Bildung des Flammenkerns 504 haben die Wirkung der Verbrennung des primären Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in der Zylinderbohrung 112 vorhanden ist. Die von dieser Verbrennung freigesetzte Energie treibt den Kolben 106 als Teil der Arbeitshubphase des Betriebs von seiner OT-Position weg in seine UT-Position zurück.
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Das Diagramm 602 in 6C stellt den Betrieb des Verbrennungssystems 100 während der Arbeitshubphase des Betriebs dar. Die Verbrennung des primären Luft-Kraftstoff-Gemisches innerhalb der Zylinderbohrung 112 durch Zündung der Gemische in den Vorkammern 116 schafft eine Kraft auf den Kolben 106. Diese Kraft wird an die Kolbenstange 122 übertragen, welche wiederum in eine Drehkraft umgesetzt wird, die auf die Kurbelwelle des Motors ausgeübt wird.
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Wie in dem Diagramm 602 gezeigt, erfolgt ein Auslasshub, nachdem der Kolben 106 seine UT-Position innerhalb der Zylinderbohrung 112 erreicht hat und in Richtung zu seiner OT-Position zurückkehrt (z.B. nach der Vollendung des Arbeitshubes). Während des Auslasshubes wird das Auslassventil 128 betätigt, um zu ermöglichen, dass die aus der Verbrennung resultierenden Abgase in den Abgaskrümmer 124 ausgelassen und aus der Zylinderbohrung 112 entfernt werden können. Außerdem wird am Schluss dieser Phase das Einlassventil 130 betätigt, um zu ermöglichen, dass eine Frischluftladung über den Ansaugkrümmer 126 in die Zylinderbohrung 112 eintritt, was zu dem Beginn einer neuen Ansaughubphase des Betriebs führt.
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Der Vorgang eines Beginns der Zündung (BDZ) kann zu dem Ende des Kompressionshubes hin erfolgen und in den Arbeitshub hineinführen. Während des BDZ-Vorgangs werden die in jeder Vorkammer 116 angeordneten Zündkerzen 120 bestromt, was zur Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Vorkammern 116 und zum Beginn der Arbeitshubphase des Betriebs führt.
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Vorteilhafterweise stellen die hierin beschriebenen Techniken ein Verbrennungssystem bereit, das die Verwendung von sehr mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen fördert, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird und die Emission von NOx-Gasen reduziert wird. Mit solchen Techniken wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit um 5-10% gegenüber anderen stöchiometrischen Verbrennungssystemen durch Reduzierung der Pumpverluste verbessert. Außerdem wird die Erzeugung von NOx-Gasen durch die Verwendung eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches erheblich verringert. Ferner schaffen die hierin beschriebenen Techniken eine einfachere Gestaltung als die von herkömmlichen Vorkammersystemen, die sowohl eine Kraftstoffeinspritzdüse als auch eine Zündkerze innerhalb der Vorkammer selbst verwenden.
