DE102016204297A1 - Direct-injection spark-ignition internal combustion engine with injection device arranged in the cylinder tube and method for operating such an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder (1), bei der – jeder Zylinder (1) einen Brennraum (2, 2a, 2b) umfasst, der durch einen Kolbenboden (5a) eines Kolbens (5), ein Zylinderrohr (4) und den mindestens einen Zylinderkopf (3) mit ausgebildet ist, und – jeder Zylinder (1) im Zylinderrohr (4) mit einer Einspritzvorrichtung (6) ausgestattet ist, die über mindestens zwei Öffnungen verfügt. Es soll eine fremdgezündete Brennkraftmaschine bereitgestellt werden, bei der die Gemischbildung, insbesondere die Homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, verbessert ist. Erreicht wird dies mit einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass – die mindestens zwei Öffnungen mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einer Öffnung bilden, – die mindestens eine Öffnung einer ersten Gruppe nicht auf den Kolbenboden (5a) ausgerichtet ist, wohingegen mindestens eine Öffnung einer zweiten Gruppe auf den Kolbenboden (5a) ausgerichtet ist, und – die mindestens zwei Gruppen umfassend jeweils mindestens eine Öffnung im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt aktivierbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aktiviert ist.The invention relates to a direct-injection spark-ignition internal combustion engine having at least one cylinder (1), in which - each cylinder (1) comprises a combustion chamber (2, 2a, 2b) which is defined by a piston head (5a) of a piston (5), a cylinder tube (5). 4) and the at least one cylinder head (3) is formed with, and - each cylinder (1) in the cylinder tube (4) is equipped with an injection device (6) which has at least two openings. It is intended to provide a spark-ignited internal combustion engine in which the mixture formation, in particular the homogenization of the fuel-air mixture, is improved. This is achieved with a spark-ignited internal combustion engine, which is characterized in that - the at least two openings form at least two groups, each with at least one opening, - the at least one opening of a first group is not aligned with the piston head (5a), whereas at least one Opening a second group on the piston head (5a) is aligned, and - the at least two groups each having at least one opening in the context of an injection process are activated offset in time, wherein the at least one opening of the first group earlier than the at least one opening of the second group is activated.

Description

Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens einen Zylinder, bei der

  • – jeder Zylinder einen Brennraum umfasst, der durch einen Kolbenboden eines zylinderzugehörigen Kolbens, ein den Brennraum seitlich begrenzendes Zylinderrohr und den mindestens einen Zylinderkopf mit ausgebildet ist, wobei der Kolben entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist, und
  • – jeder Zylinder in einem Bereich des Zylinderrohres mit einer Einspritzvorrichtung zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum ausgestattet ist, die über mindestens zwei Öffnungen verfügt, welche im Rahmen eines Einspritzvorganges zwecks Einbringens von Kraftstoff in den Brennraum aktivierbar sind.
The invention relates to a direct-injection spark-ignition internal combustion engine having at least one cylinder head comprising at least one cylinder, in which
  • - Each cylinder comprises a combustion chamber which is formed by a piston head of a cylinder-associated piston, a combustion chamber, the laterally delimiting cylinder tube and the at least one cylinder head, wherein the piston along a piston longitudinal axis between a bottom dead center and a top dead center is movable, and
  • - Each cylinder is provided in an area of the cylinder tube with an injection device for directly introducing fuel into the combustion chamber, which has at least two openings which can be activated in the context of an injection process for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen fremdgezündeten Brennkraftmaschine.Furthermore, the invention relates to a method for operating such a spark-ignited internal combustion engine.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine fremdgezündete Ottomotoren, aber auch fremdgezündete Hybrid-Brennkraftmaschinen, d. h. fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die mit einem Hybrid-Brennverfahren betrieben werden, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der fremdgezündeten Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.An internal combustion engine of the type mentioned is used as a motor vehicle drive. In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes spark ignited gasoline engines, but also spark ignited hybrid internal combustion engines, d. H. spark-ignition internal combustion engines, which are operated with a hybrid combustion method, and hybrid drives, which include in addition to the spark-ignition internal combustion engine drive-connected with the electric motor, which receives power from the engine or emits additional power as a switchable auxiliary drive.

Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der Zylinder und deren Brennräume miteinander verbunden werden bzw. sind. Der Zylinderblock dient regelmäßig als obere Kurbelgehäusehälfte zur Lagerung der Kurbelwelle und zur Aufnahme des Kolbens bzw. der Zylinderlaufbuchse jedes Zylinders. Der Kolben kann auch unter Weglassen einer Buchse als Zwischenelement direkt in einer Bohrung des Blocks gelagert und geführt sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird sowohl die Zylinderlaufbuchse als auch die Bohrung unter den Begriff Zylinderrohr subsumiert.Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which are connected to form the cylinders and their combustion chambers with each other or are. The cylinder block is used regularly as an upper crankcase half for supporting the crankshaft and for receiving the piston or the cylinder liner of each cylinder. The piston can also be stored and guided by omitting a bush as an intermediate element directly in a bore of the block. In the context of the present invention, both the cylinder liner and the bore are subsumed under the term cylinder tube.

Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme der für den Ladungswechsel erforderlichen Ventiltriebe. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Abführen der Verbrennungsgase via Abgasabführsystem über die mindestens eine Auslassöffnung und das Zuführen der Verbrennungsluft via Ansaugsystem über die mindestens eine Einlassöffnung des Zylinders. Nach dem Stand der Technik werden bei Viertaktmotoren zur Steuerung des Ladungswechsels nahezu ausschließlich Hubventile verwendet. Das Ventil einschließlich des zugehörigen Betätigungsmechanismus wird als Ventiltrieb bezeichnet.The cylinder head usually serves to accommodate the valve trains required for the charge cycle. As part of the charge exchange, the discharge of the combustion gases via Abgasabführsystem via the at least one outlet opening and the supply of combustion air via the intake system via the at least one inlet opening of the cylinder takes place. According to the state of the art, almost exclusively globe valves are used in four-stroke engines for controlling the gas exchange. The valve, including the associated actuating mechanism, is referred to as a valvetrain.

Die im Kurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle nimmt die Pleuelstangenkräfte auf und transformiert die oszillierende Hubbewegung der Kolben in eine rotierende Drehbewegung der Kurbelwelle. Die durch den Zylinderblock gebildete obere Kurbelgehäusehälfte wird regelmäßig ergänzt durch die an den Zylinderblock montierbare und als untere Kurbelgehäusehälfte dienende Ölwanne.The crankshaft mounted in the crankcase receives the connecting rod forces and transforms the oscillating stroke movement of the pistons into a rotating rotational movement of the crankshaft. The upper crankcase half formed by the cylinder block is regularly supplemented by the sump which can be mounted on the cylinder block and serves as the lower crankcase half.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist man ständig bemüht, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und die Schadstoffemissionen zu reduzieren.In the development of internal combustion engines, efforts are constantly being made to minimize fuel consumption and reduce pollutant emissions.

Problematisch ist der Kraftstoffverbrauch insbesondere bei Ottomotoren, d. h. bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des traditionellen Ottomotors. Der traditionelle Ottomotor arbeitet mit einer äußeren Gemischbildung und einem homogenen Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei die Einstellung der gewünschten Leistung durch Veränderung der Füllung des Brennraums erfolgt, d. h. mittels einer Quantitätsregelung. Durch Verstellen einer im Ansaugsystem vorgesehenen Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft stromabwärts der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Bei konstantem Brennraumvolumen kann auf diese Weise über den Druck der angesaugten Luft die Luftmasse, d. h. die Quantität eingestellt werden. Dies erklärt auch, weshalb sich die Quantitätsregelung gerade im Teillastbetrieb als nachteilig erweist, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugsystem, wodurch die Ladungswechselverluste mit abnehmender Last und zunehmender Drosselung steigen.The problem is the fuel consumption, especially in gasoline engines, d. H. in spark-ignition internal combustion engines. The reason for this lies in the principle working method of the traditional gasoline engine. The traditional gasoline engine operates with an outer mixture formation and a homogeneous fuel-air mixture, wherein the adjustment of the desired performance by changing the filling of the combustion chamber takes place, d. H. by means of a quantity regulation. By adjusting a throttle valve provided in the intake system, the pressure of the intake air downstream of the throttle valve can be more or less reduced. With a constant combustion chamber volume, the air mass, d. H. the quantity will be set. This also explains why the quantity control proves to be disadvantageous especially in part-load operation, because low loads require high throttling and pressure reduction in the intake system, whereby the charge exchange losses increase with decreasing load and increasing throttling.

Einen Lösungsansatz zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens bietet die Direkteinspritzung des Kraftstoffes. Die Einspritzung des Kraftstoffes direkt in den Brennraum des Zylinders wird als eine geeignete Maßnahme angesehen, den Kraftstoffverbrauch auch bei Ottomotoren spürbar zu reduzieren. Die Entdrosselung der Brennkraftmaschine wird dadurch realisiert, dass in gewissen Grenzen eine Qualitätsregelung zur Anwendung kommt.One solution for the dethrottling of the Otto engine work process offers the direct injection of the fuel. The injection of the fuel directly into the combustion chamber of the cylinder is regarded as a suitable measure to noticeably reduce fuel consumption even in gasoline engines. The Entdrosselung the internal combustion engine is realized that within certain limits, a quality control is applied.

Mit der direkten Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum lässt sich insbesondere eine geschichtete Brennraumladung realisieren, die wesentlich zur Entdrosselung des ottomotorisches Arbeitsverfahren beitragen kann, da die Brennkraftmaschine mit Hilfe des Schichtladebetriebs weit abgemagert werden kann, was insbesondere im Teillastbetrieb, d. h. im unteren und mittleren Lastbereich, wenn nur geringe Kraftstoffmengen einzuspritzen sind, thermodynamische Vorteile bietet.With the direct injection of the fuel into the combustion chamber, in particular, a stratified combustion chamber charge can be realized, which can significantly contribute to the dethrottling of the Otto engine operating method, since the internal combustion engine is greatly emaciated with the aid of stratified charge operation can be, especially in part-load operation, ie in the lower and middle load range, if only small amounts of fuel are injected, thermodynamic advantages.

Die Direkteinspritzung ist durch eine inhomogene Brennraumladung gekennzeichnet, welche nicht durch ein einheitliches Luftverhältnis charakterisiert ist, sondern regelmäßig sowohl magere (λ > 1) Gemischteile als auch fette (λ < 1) Gemischteile aufweist. Die Inhomogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist auch ein Grund dafür, dass die vom dieselmotorischen Verfahren her bekannten Partikelemissionen beim direkteinspritzenden Ottomotor ebenfalls von Relevanz sind, wohingegen diese Emissionen beim traditionellen Ottomotor nahezu keine Bedeutung haben.The direct injection is characterized by an inhomogeneous combustion chamber charge, which is not characterized by a uniform air ratio, but regularly has both lean (λ> 1) mixture parts as well as rich (λ <1) mixture parts. The inhomogeneity of the fuel-air mixture is also a reason that the known from the diesel engine process particle emissions in direct-injection gasoline engine are also relevant, whereas these emissions have almost no significance in traditional gasoline engine.

Für die Einspritzung des Kraftstoffes, die Gemischaufbereitung im Brennraum, nämlich die Durchmischung von Luft und Kraftstoff und die Aufbereitung des Kraftstoffes im Rahmen von Vorreaktionen einschließlich der Verdampfung, sowie der Zündung des aufbereiteten Gemisches steht vergleichsweise wenig Zeit zur Verfügung.For the injection of the fuel, the mixture preparation in the combustion chamber, namely the mixing of air and fuel and the preparation of the fuel in the context of pre-reactions including evaporation, and the ignition of the treated mixture is comparatively little time available.

Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine.The internal combustion engine object of the present invention is a direct-injection spark-ignition internal combustion engine.

Da bei einer Direkteinspritzung nur wenig Zeit für die Gemischbildung zur Verfügung steht, sind Maßnahmen erforderlich, mit denen die Gemischbildung unterstützt und beschleunigt wird, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch vor der Zündung weitestgehend zu homogenisieren; zumindest solange kein Schichtladebetrieb angestrebt wird. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang dem Verteilen des Kraftstoffes im Brennraum und damit auch dem Einspritzen des Kraftstoffes zu.Since there is little time for mixture formation in direct injection, measures are needed to support and accelerate mixture formation in order to homogenize the fuel-air mixture as far as possible before ignition; at least as long as no stratified charge operation is desired. Of particular importance in this context is the distribution of the fuel in the combustion chamber and thus also the injection of the fuel.

Um die Gemischbildung zu verbessern, bedient man sich gemäß dem Stand der Technik häufig einer Voreinspritzung von Kraftstoff, bei der eine kleine Menge Kraftstoff vor der eigentlichen Haupteinspritzung in den Zylinder eingebracht wird. Die Voreinspritzung wirkt sich zudem vorteilhaft auf die Stickoxidemissionen aus und senkt den Druckgradienten, wodurch insbesondere die Geräuschemissionen vermindert werden.In order to improve the mixture formation, it is common in the prior art to use a pilot injection of fuel, in which a small amount of fuel is introduced into the cylinder before the actual main injection. The pilot injection also has an advantageous effect on the nitrogen oxide emissions and lowers the pressure gradient, which in particular reduces the noise emissions.

Brennkraftmaschinen, die von einer Voreinspritzung Gebrauch machen, sind aber von Hause aus sehr anfällig für eine Verdünnung bzw. Kontaminierung des Öls durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe. In Abhängigkeit von der Quantität des Kraftstoffes und dem Einspritzzeitpunkt, gelangt ein mehr oder weniger großer Anteil des Kraftstoffes bei der Voreinspritzung auf die Zylinderinnenwand, insbesondere das Zylinderrohr, und mischt sich mit dem dort anhaftenden Ölfilm. Anschließend gelangt der Kraftstoff zusammen mit dem Öl und dem Blow-by Gas in das Kurbelgehäuse und trägt so maßgeblich zur Ölverdünnung bei. Die Ölverdünnung nimmt mit steigender Kraftstoffmenge und Verschieben der Voreinspritzung nach früh zu, weshalb häufig auch später, d. h. im letzten Drittel der Kompressionsphase, in der sich der Kolben während des Ladungswechsels vom unteren Totpunkt hin zum oberen Totpunkt bewegt, voreingespritzt wird. Durch die Veränderung der Schmierstoffeigenschaften des Öls hat die Ölverdünnung maßgeblich Einfluss auf den Verschleiß und die Haltbarkeit, d. h. die Lebensdauer der Brennkraftmaschine.However, internal combustion engines that make use of a pilot injection are inherently very susceptible to dilution or contamination of the oil by unburned hydrocarbons. Depending on the quantity of the fuel and the injection timing, a more or less large portion of the fuel in the pilot injection reaches the cylinder inner wall, in particular the cylinder tube, and mixes with the oil film adhering there. Subsequently, the fuel, together with the oil and the blow-by gas, enters the crankcase and contributes significantly to the oil dilution. The oil dilution increases with increasing fuel quantity and shifting the pilot injection to early, which is why often later, d. H. in the last third of the compression phase, in which the piston moves during the change of charge from bottom dead center to top dead center, is pre-injected. By changing the lubricant properties of the oil, the oil dilution has a significant influence on the wear and the durability, d. H. the life of the internal combustion engine.

Beim wandgeführten Verfahren, das bei direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommt, wird der Kraftstoff in der Art eingespritzt, dass der Einspritzstrahl auf eine den Brennraum begrenzende Wand trifft, vorzugsweise in eine am Kolbenboden vorgesehene Mulde, wobei die Kraftstoffstrahlen durch den Aufprall in mehrere Teilstrahlen aufgespalten und umgelenkt werden sollen, so dass ein möglichst großer Bereich des Brennraums von den Kraftstoffstrahlen erfasst wird.In the wall-guided method, which is used in direct-injection spark-ignited internal combustion engines, the fuel is injected in such a way that the injection jet impinges on a combustion chamber bounding wall, preferably in a recess provided on the piston crown, wherein the fuel jets split by the impact into a plurality of partial beams and be deflected so that the largest possible area of the combustion chamber is detected by the fuel jets.

Grundsätzlich soll eine Benetzung der Brennrauminnenwände, auch des Kolbenbodens, mit eingespritztem Kraftstoff aber verhindert werden.Basically, however, a wetting of the combustion chamber inner walls, including the piston crown, with injected fuel should be prevented.

Eine erzwungene Ladungsbewegung, beispielsweise ein Tumble oder ein Drall, kann die Gemischbildung beschleunigen und unterstützen. Ein Tumble ist ein Luftwirbel um eine gedachte Achse, welche parallel zur Längsachse, d. h. zur Drehachse der Kurbelwelle verläuft. Ein Drall stellt einen Luftwirbel dar, dessen Achse parallel zur Kolben- d. h. Zylinderlängsachse verläuft.A forced charge motion, such as a tumble or a spin, can accelerate and aid mixture formation. A tumble is an air vortex about an imaginary axis which is parallel to the longitudinal axis, i. H. runs to the axis of rotation of the crankshaft. A spin represents an air vortex whose axis is parallel to the piston d. H. Cylinder longitudinal axis runs.

Aus dem Stand der Technik sind Konzepte bekannt, bei denen die Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils im Bereich des Zylinderrohres mit einer Einspritzdüse ausgestattet sind. Die Einspritzdüse eines Zylinders ist dabei auf den Zylinderkopf ausgerichtet; im Einzelfall auf das Auslassventil des Zylinders. Diese Maßnahme soll die Verdampfung der Kraftstoffteilchen bzw. Kraftstofftröpfchen unterstützen und beschleunigen und damit die Gemischbildung. Gleichzeitig wird der Kopf bzw. das geschlossene Auslassventil mittels Kraftstoff gekühlt. Des Weiteren sollen sich Vorteile bei den Schadstoffemissionen ergeben. Es können auch zwei Einspritzdüsen vorgesehen werden, die gegebenenfalls miteinander interagieren, wodurch die Gemischbildung nochmals verbessert werden soll. Die US 5,421,301 beschreibt eine derartige Brennkraftmaschine.From the prior art concepts are known in which the cylinders of the internal combustion engine are each equipped in the region of the cylinder tube with an injection nozzle. The injection nozzle of a cylinder is aligned with the cylinder head; in an individual case on the exhaust valve of the cylinder. This measure is intended to assist and accelerate the vaporization of the fuel particles or fuel droplets and thus the mixture formation. At the same time, the head or the closed outlet valve is cooled by means of fuel. Furthermore, there should be advantages in pollutant emissions. It is also possible to provide two injection nozzles which optionally interact with one another, whereby the mixture formation is to be further improved. The US 5,421,301 describes such an internal combustion engine.

Nachteilig an dem in der US 5,421,301 beschriebenen Einspritzverfahren und generell an Brennkraftmaschinen, deren Zylinder im Bereich des Zylinderrohres mit einer Einspritzvorrichtung ausgestattet sind, ist, dass eine Einspritzung erst vorgenommen werden kann, wenn der zylinderzugehörige Kolben auf seinem Weg zum unteren Totpunkt die Einspritzvorrichtung passiert hat und den Brennraum für die Öffnungen der Einspritzvorrichtung zugänglich macht. Dadurch wird das Kurbelwinkelfenster, in welchem eine Einspritzung grundsätzlich erfolgen kann, stark eingeschränkt. Dies ist umso relevanter, da bei einer Direkteinspritzung von Hause aus schon sehr wenig Zeit für die Gemischbildung zur Verfügung steht.A disadvantage of the in the US 5,421,301 Injection method described in general and on internal combustion engines whose cylinders in the field of Cylinder tube are equipped with an injection device, is that an injection can be made only when the cylinder-associated piston has passed on its way to the bottom dead center of the injector and makes the combustion chamber for the openings of the injector accessible. As a result, the crank angle window, in which an injection can basically take place, is severely restricted. This is all the more relevant, as with direct injection from home very little time is available for the mixture formation.

Eine Einspritzdüse, die – wie in der US 5,421,301 beschrieben – auf den Zylinderkopf hin ausgerichtet ist, versorgt im Rahmen des Einspritzvorganges zudem nur den zylinderkopfseitigen Bereich des Brennraums mit Kraftstoff, wohingegen der Bereich des Brennraums zwischen Einspritzvorrichtung und unterem Totpunkt, d. h. der kolbenseitige Bereich des Brennraums, beim Einspritzen unberücksichtigt bleibt. An injection nozzle, which - as in the US 5,421,301 In the context of the injection process, only the cylinder-head-side region of the combustion chamber is supplied with fuel, whereas the area of the combustion chamber between injector and bottom dead center, ie the piston-side region of the combustion chamber, is ignored during injection.

Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Gemischbildung, insbesondere die Homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, verbessert ist.In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a direct-injection spark-ignition internal combustion engine according to the preamble of claim 1, in which the mixture formation, in particular the homogenization of the fuel-air mixture, is improved.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.Another object of the present invention is to provide a method of operating such an internal combustion engine.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens einen Zylinder, bei der

  • – jeder Zylinder einen Brennraum umfasst, der durch einen Kolbenboden eines zylinderzugehörigen Kolbens, ein den Brennraum seitlich begrenzendes Zylinderrohr und den mindestens einen Zylinderkopf mit ausgebildet ist, wobei der Kolben entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist, und
  • – jeder Zylinder in einem Bereich des Zylinderrohres mit einer Einspritzvorrichtung zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum ausgestattet ist, die über mindestens zwei Öffnungen verfügt, welche im Rahmen eines Einspritzvorganges zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum aktivierbar sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • – die mindestens zwei Öffnungen in der Art konfiguriert sind, dass diese mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einer Öffnung bilden,
  • – die mindestens eine Öffnung einer ersten Gruppe nicht auf den Kolbenboden des zylinderzugehörigen Kolbens ausgerichtet ist, wohingegen mindestens eine Öffnung einer zweiten Gruppe auf den Kolbenboden des zylinderzugehörigen Kolbens ausgerichtet ist, wobei Bezug genommen wird auf eine Position des Kolbens, in der der Brennraum für die mindestens zwei Öffnungen zugänglich ist und der Kolben sich möglichst nahe am oberen Totpunkt befindet, und
  • – die mindestens zwei Gruppen umfassend jeweils mindestens eine Öffnung im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt aktivierbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aktiviert ist.
The first sub-task is solved by a direct-injection spark-ignited internal combustion engine with at least one cylinder head comprising at least one cylinder in which
  • - Each cylinder comprises a combustion chamber which is formed by a piston head of a cylinder-associated piston, a combustion chamber, the laterally delimiting cylinder tube and the at least one cylinder head, wherein the piston along a piston longitudinal axis between a bottom dead center and a top dead center is movable, and
  • Each cylinder in a region of the cylinder tube is equipped with an injection device for direct introduction of fuel into the combustion chamber, which has at least two openings which can be activated in the combustion chamber during an injection process for introducing fuel, and which is characterized that
  • - The at least two openings are configured in such a way that they form at least two groups, each with at least one opening,
  • - The at least one opening of a first group is not aligned with the piston head of the cylinder-associated piston, whereas at least one opening of a second group is aligned with the piston head of the cylinder-associated piston, wherein reference is made to a position of the piston in which the combustion chamber for the at least two openings is accessible and the piston is as close as possible to top dead center, and
  • - The at least two groups comprising at least one opening in the context of an injection process are activated offset in time, wherein the at least one opening of the first group is activated earlier than the at least one opening of the second group.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind die Öffnungen der zylinderzugehörigen Einspritzvorrichtung gruppiert, wobei die unterschiedlichen Gruppen, die jeweils mindestens eine Öffnung umfassen, zeitlich versetzt aktivierbar sind, d. h. nacheinander unter Ausbildung eines Zeitabstandes aktiviert werden. Durch das zeitlich versetzte Aktivieren der Öffnungen können unterschiedliche Bereiche des Brennraums zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Kurbelwinkeln, d. h. bei unterschiedlichen Kolbenstellungen mit eingespritztem Kraftstoff versorgt werden.In the internal combustion engine according to the invention, the openings of the cylinder-associated injection device are grouped, wherein the different groups, each comprising at least one opening, are activated with a time delay, d. H. be activated successively to form a time interval. Due to the time-delayed activation of the openings, different regions of the combustion chamber can be at different times or crank angles, i. H. be supplied with injected fuel at different piston positions.

So kann im Rahmen eines Einspritzvorganges zunächst der zylinderkopfseitige Bereich des Brennraums mit Kraftstoff versorgt werden und der kolbenseitige Bereich des Brennraums, d. h. der Bereich zwischen dem unteren Totpunkt bzw. dem Kolbenboden und den Öffnungen, zu einem späteren Zeitpunkt.Thus, as part of an injection process, first the cylinder-head-side region of the combustion chamber can be supplied with fuel and the piston-side region of the combustion chamber, i. H. the area between the bottom dead center or the piston crown and the openings, at a later time.

Diese Art und Weise des Einspritzens von Kraftstoff, d. h. die erfindungsgemäße Konzipierung des Einspritzvorganges, trägt dem Umstand Rechnung, dass nicht sämtliche Bereiche des Brennraums zeitgleich für die Einspritzung von Kraftstoff zur Verfügung stehen und Kraftstoff nur dann eingespritzt werden kann, wenn der zylinderzugehörige Kolben den jeweiligen Brennraumbereich für die Einspritzvorrichtung zugänglich macht, d. h. freigibt. Zudem wird berücksichtigt, dass bei einer Direkteinspritzung sehr wenig Zeit für die Gemischbildung zur Verfügung steht und daher die für die Einspritzung bereitstehende Zeit möglichst umfänglich genutzt werden sollte. Erfindungsgemäß kann der Einspritzvorgang starten, sobald der Kolben den Brennraum für die mindestens zwei Öffnungen zugänglich macht.This way of injecting fuel, d. H. the inventive design of the injection process, takes into account the fact that not all areas of the combustion chamber are simultaneously available for the injection of fuel and fuel can only be injected when the cylinder-related piston makes the respective combustion chamber area accessible to the injector, d. H. releases. In addition, it is taken into account that with direct injection very little time is available for mixture formation and therefore the time available for the injection should be used as extensively as possible. According to the invention, the injection process can start as soon as the piston makes the combustion chamber accessible to the at least two openings.

Regelmäßig wird die Öffnung einer Einspritzvorrichtung dadurch aktiviert, dass diese Öffnung zwecks Einbringens von Kraftstoff in den Zylinder mit einem Kraftstoffversorgungssystem verbunden und damit freigeben wird.Periodically, the opening of an injector is activated by connecting and releasing that port to a fuel supply system for the purpose of introducing fuel into the cylinder.

Beendet wird der Einspritzvorgang dadurch, dass die Öffnungen vom Kraftstoffversorgungssystem getrennt werden, d. h. deaktiviert werden. Erfindungsgemäß kann auch das Deaktivieren der Öffnungen zeitversetzt erfolgen. The injection process is terminated by the fact that the openings are separated from the fuel supply system, ie deactivated. According to the invention, the deactivation of the openings can also be carried out with a time delay.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe gelöst, nämlich eine direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, bei der die Gemischbildung, insbesondere die Homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, verbessert ist.With the internal combustion engine according to the invention, the first sub-task underlying the invention is achieved, namely provided a direct-injection spark-ignition internal combustion engine according to the preamble of claim 1, in which the mixture formation, in particular the homogenization of the fuel-air mixture is improved.

Die Homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gewinnt auch im Hinblick auf die Verringerung der Stickoxidemissionen an Bedeutung, da die Bildung von Stickoxiden nicht nur einen Luftüberschuss, sondern auch hohe Temperaturen erfordert und daher zunehmend Brennverfahren mit niedrigeren Verbrennungstemperaturen zur Anwendung kommen, wie beispielsweise das HCCI-Verfahren (homogenous-charge compression-ignition), das auch als Raumzündverfahren oder CAI-Verfahren (Controlled Auto-Ignition) bezeichnet wird und auf einer kontrollierten Selbstzündung des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffes basiert. Aufgrund der niedrigen Verbrennungstemperaturen weist eine im HCCI-Modus betriebene Brennkraftmaschine vergleichsweise geringe Stickoxidemissionen auf und ebenfalls niedrige bzw. nahezu keine Rußemissionen.The homogenization of the fuel-air mixture also gains in importance in terms of reducing nitrogen oxide emissions, since the formation of nitrogen oxides requires not only an excess of air, but also high temperatures and therefore increasingly combustion processes with lower combustion temperatures are used, such as the HCCI Homogeneous-charge compression-ignition, also referred to as space ignition method or CAI (Controlled Auto-Ignition) method based on a controlled auto-ignition of the fuel supplied to the cylinder. Due to the low combustion temperatures, an internal combustion engine operated in HCCI mode has comparatively low nitrogen oxide emissions and likewise low or almost no soot emissions.

Aufgrund der niedrigeren Verbrennungstemperaturen und der damit verbundenen geringeren Temperaturdifferenzen in der Brennkraftmaschine sind die Wärmeverluste geringer als bei herkömmlich betriebenen Brennkraftmaschinen. Dies führt zu einem höheren thermischen Wirkungsgrad.Due to the lower combustion temperatures and the associated lower temperature differences in the internal combustion engine, the heat losses are lower than in conventionally operated internal combustion engines. This leads to a higher thermal efficiency.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens zwei Gruppen umfassend jeweils mindestens eine Öffnung im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt deaktivierbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert ist.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the at least one opening in each case can be deactivated in an offset manner within an injection process are advantageous, wherein the at least one opening of the second group is deactivated earlier than the at least one opening of the first group.

Diese Vorgehensweise trägt insbesondere dem Umstand Rechnung, dass der sich auf den oberen Totpunkt zu bewegende Kolben zunächst den Bereich des Brennraums zwischen dem unteren Totpunkt und den Öffnungen überstreicht bevor die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe passiert wird und der Kolben in den zylinderkopfseitigen Bereich des Brennraums einläuft. Die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe ist daher vorzugsweise früher zu deaktivieren; zumindest falls der Einspritzvorgang sich bis in den Kompressionstakt des Ladungswechsels hinein erstreckt.This approach takes into account in particular the fact that the piston to be moved to the top dead center first sweeps over the region of the combustion chamber between the bottom dead center and the openings before the at least one opening of the first group is passed and the piston into the cylinder head side region of the combustion chamber enters. The at least one opening of the second group is therefore preferably to be deactivated earlier; at least if the injection process extends into the compression stroke of the charge exchange.

Verfügt die Einspritzvorrichtung über einen beweglichen, beispielsweise translatorisch verschiebbaren, Verschlusskörper, der im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Einbringen von Kraftstoff aktiviert und gemäß der erfindungsgemäßen Konzipierung des Einspritzens zuerst die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe freigibt, ergibt es sich in der Regel von selbst, dass in umgekehrter Richtung beim Deaktivieren der Öffnungen die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.If the injection device has a movable, for example translationally displaceable, closure body which activates the at least two openings in the context of an injection process for the introduction of fuel and according to the inventive design of the injection first, the at least one opening of the first group and temporally spaced the at least one opening of the As a rule, when the second group is released, in the reverse direction when deactivating the openings, the at least one opening of the second group is deactivated earlier than the at least one opening of the first group.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe auf den mindestens einen Zylinderkopf hin ausgerichtet ist.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which at least one opening of the first group is aligned with the at least one cylinder head are advantageous.

Ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von der Ausrichtung einer Öffnung die Rede, so wird damit auf den aus dieser Öffnung austretenden Einspritzstrahl bzw. Kraftstoffstrahl Bezug genommen.If, in the context of the present invention, the orientation of an opening is mentioned, reference is thus made to the injection jet or fuel jet emerging from this opening.

Vorliegend ist mindestens ein Einspritzstrahl der ersten Gruppe von Öffnungen auf den Zylinderkopf gerichtet, d. h. im Einzelfall auf ein Auslassventil bzw. eine Einlassöffnung des Zylinders. Dadurch wird die Verdampfung des Kraftstoffes unterstützt und die Gemischbildung beschleunigt. Eine via Einlassöffnung in den Brennraum eintretende Luftströmung kann zusammen mit dem Einspritzstrahl für die Verteilung des Kraftstoffes im zylinderkopfseitigen Bereich des Brennraums sorgen. Gleichzeitig wird vermieden, dass der Kolbenboden mit Kraftstoff benetzt wird.In the present case, at least one injection jet of the first group of openings is directed onto the cylinder head, i. H. in an individual case on an exhaust valve or an inlet opening of the cylinder. This supports the evaporation of the fuel and accelerates the mixture formation. An air flow entering via the inlet opening into the combustion chamber, together with the injection jet, can ensure the distribution of the fuel in the cylinder head side region of the combustion chamber. At the same time it is avoided that the piston crown is wetted with fuel.

Vorteilhaft sind ebenfalls Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe senkrecht zur Kolbenlängsachse des zylinderzugehörigen Kolbens ausgerichtet ist. Es handelt sich um einen Grenzfall.Also advantageous are embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine, in which at least one opening of the first group is aligned perpendicular to the piston longitudinal axis of the cylinder-associated piston. It is a borderline case.

Auch dabei kann mit der Einspritzung von Kraftstoff begonnen werden, sobald der Kolben die Einspritzvorrichtung bzw. deren Öffnungen auf dem Weg zum unteren Totpunkt passiert hat, ohne dass der Kolbenboden mit Kraftstoff benetzt wird.In this case too, the injection of fuel can be started as soon as the piston has passed the injection device or its openings on the way to bottom dead center, without the piston bottom being wetted with fuel.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe senkrecht zur Kolbenlängsachse des zylinderzugehörigen Kolbens ausgerichtet ist.Also advantageous are embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine, in which at least one opening of the second group is aligned perpendicular to the piston longitudinal axis of the cylinder-associated piston.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzvorrichtung jedes Zylinders senkrecht zur Kolbenlängsachse des zylinderzugehörigen Kolbens ausgerichtet ist.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the injection device of each cylinder is aligned perpendicular to the piston longitudinal axis of the cylinder-associated piston are advantageous.

Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine sein, bei denen die Einspritzvorrichtung jedes Zylinders zur Kolbenlängsachse des zylinderzugehörigen Kolbens geneigt ist.However, embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the injection device of each cylinder is inclined to the piston longitudinal axis of the cylinder-associated piston can also be advantageous.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzvorrichtung jedes Zylinders zur Kolbenlängsachse des zylinderzugehörigen Kolbens geneigt und auf den mindestens einen Zylinderkopf hin ausgerichtet ist.In this context, embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the injection device of each cylinder is inclined to the piston longitudinal axis of the cylinder-associated piston and is aligned with the at least one cylinder head are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzvorrichtung über einen beweglichen Verschlusskörper verfügt, der zwangsgesteuert im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum mit einem Kraftstoffversorgungssystem verbindet und damit freigibt, wobei der Verschlusskörper die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander freigibt, in der Art, dass bei einem sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegenden Kolben zuerst die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe freigegeben wird.Advantageous embodiments are the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the injection device has a movable closure body which forcibly controls, in the course of an injection process, the at least two openings for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber with a fuel supply system and thereby releases, the closure body staggering the openings successively releases, in such a way that at a top dead center to the bottom dead center to moving piston first, the at least one opening of the first group and spaced in time, the at least one opening of the second group is released.

Der bewegliche Verschlusskörper trennt in einer Ruheposition die mindestens zwei Öffnungen vom Kraftstoffversorgungssystem, womit die Öffnungen deaktiviert werden bzw. sind. In einer ersten Arbeitsposition ist die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe bereits mit dem Kraftstoffversorgungssystem verbunden, während die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe noch vom Kraftstoffversorgungssystem getrennt ist. Wird der Verschlusskörper dann in eine zweite Arbeitsposition überführt, wird zusätzlich zu der mindestens einen Öffnung der ersten Gruppe die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe mit dem Kraftstoffversorgungssystem verbunden.The movable closure body separates the at least two openings of the fuel supply system in a rest position, whereby the openings are deactivated or are. In a first working position, the at least one opening of the first group is already connected to the fuel supply system, while the at least one opening of the second group is still separated from the fuel supply system. If the closure body is then transferred to a second working position, in addition to the at least one opening of the first group, the at least one opening of the second group is connected to the fuel supply system.

Das Kraftstoffversorgungssystem kann eine Pumpe, ein Vorratsbehältnis, d. h. einen Kraftstoffspeicher, und/oder eine Kraftstoffleitung, beispielsweise die gemeinsame Versorgungsleitung eines Common-Rail-Systems, umfassen. Dass beim Aktivieren bzw. Deaktivieren regelmäßig auf das Verbinden mit bzw. auf das Trennen von dem Kraftstoffversorgungssystem abgestellt wird, ist dadurch begründet, dass zum Starten und Beenden des Einspritzvorganges die Öffnungen regelmäßig nicht im eigentlichen Sinne geöffnet bzw. geschlossen werden, sondern häufig nur mit der Kraftstoffversorgung verbunden bzw. von der Kraftstoffversorgung getrennt werden.The fuel supply system may include a pump, a storage container, d. H. a fuel storage, and / or a fuel line, for example, the common supply line of a common rail system include. The fact that when activating or deactivating is switched off regularly to connect or disconnect from the fuel supply system, is due to the fact that to open and stop the injection process, the openings are not regularly opened or closed, but often only with the fuel supply connected or disconnected from the fuel supply.

Der Verschlusskörper, beispielsweise die kugelförmige Spitze einer Düsennadel, kann elektromagnetisch, piezoelektrisch oder auf andere Weise betätigt, d. h. bewegt und von einer Position in eine andere Position überführt werden, wobei der Verschlusskörper mehrere Arbeitspositionen einnehmen kann.The closure body, for example the spherical tip of a nozzle needle, may be electromagnetically, piezoelectrically or otherwise actuated, i. H. moved and transferred from one position to another position, wherein the closure body can take several working positions.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen, bei denen der bewegliche Verschlusskörper translatorisch verschiebbar ist.In this context, embodiments in which the movable closure body is translationally displaceable are advantageous.

Bei einer nach innen öffnenden Einspritzdüse kann beispielsweise eine Düsennadel translatorisch verschoben werden, um einen am brennraumseitigen Ende der Düsenadel angeordneten kugelartigen Verschlusskörper aus der Ruheposition in eine Arbeitsposition zu überführen. In der Arbeitsposition gibt der kugelartige Verschlusskörper die Öffnungen der ersten Gruppe und/oder die Öffnungen der zweiten Gruppe durch Verbinden mit dem Kraftstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine frei.In the case of an injection nozzle that opens inward, for example, a nozzle needle can be moved translationally in order to transfer a ball-shaped closure body arranged at the combustion chamber end of the nozzle needle from the rest position into a working position. In the working position, the ball-like closure body releases the openings of the first group and / or the openings of the second group by connecting to the fuel supply system of the internal combustion engine.

Vorteilhaft sind im vorliegenden Zusammenhang Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen der bewegliche Verschlusskörper im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Beenden des Einspritzvorganges deaktiviert, wobei der Verschlusskörper die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander deaktiviert, in der Art, dass zuerst die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.In the present context, embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the movable closure body deactivates the at least two openings for the purpose of terminating the injection process are advantageous in the context of an injection process, the closure body deactivating the openings successively in time, such that the at least one opening is first of all deactivated the second group and spaced apart the at least one opening of the first group is deactivated.

Vorteilhaft sind im vorliegenden Zusammenhang auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen der bewegliche Verschlusskörper im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Beenden des Einspritzvorganges deaktiviert, wobei der Verschlusskörper die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander deaktiviert, in der Art, dass bei einem sich vom unteren Totpunkt auf den oberen Totpunkt zu bewegenden Kolben zuerst die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.In the present context, embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine are also advantageous, in which the movable closure body deactivates the at least two openings in order to terminate the injection process as part of an injection process, wherein the closure body deactivates the openings successively in time, in such a way that at one of bottom dead center to the top dead center to moving piston first, the at least one opening of the second group and spaced in time, the at least one opening of the first group is deactivated.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzvorrichtung eine Einspritzdüse ist, welche die mindestens zwei Öffnungen aufweist.Embodiments of the direct injection spark ignited are advantageous Internal combustion engine, in which the injection device is an injection nozzle, which has the at least two openings.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen, bei denen die Einspritzdüse mit einer in Richtung einer Längsachse in einer Düsennadelführung verschiebbaren Düsennadel ausgestattet ist, die im Rahmen einer Einspritzung mindestens zwei als Öffnungen fungierende Düsenlöcher zwecks Einbringen von Kraftstoff mit dem Kraftstoffversorgungssystem verbindet und damit freigibt.In this context, embodiments are advantageous in which the injection nozzle is equipped with a nozzle needle which is displaceable in the direction of a longitudinal axis in a nozzle needle guide which, as part of an injection, connects at least two nozzle holes functioning as openings for the purpose of introducing fuel into the fuel supply system and thereby releases them.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen ein Verschlusskörper an einem freien Ende der Düsennadel angeordnet ist, wobei das freie Ende der Düsennadel das brennraumseitige Ende ist.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which a closure body is arranged at a free end of the nozzle needle, wherein the free end of the nozzle needle is the end of the combustion chamber are advantageous.

Ist die Einspritzvorrichtung eine Einspritzdüse sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen die Einspritzdüse mit einem kugelförmigen Verschlusskörper ausgestattet ist.If the injection device is an injection nozzle, embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the injection nozzle is equipped with a spherical closure body.

Ist die Einspritzvorrichtung eine Einspritzdüse können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen die Einspritzdüse mit einem balligen Verschlusskörper ausgestattet ist.If the injection device is an injection nozzle, embodiments of the internal combustion engine may also be advantageous in which the injection nozzle is equipped with a spherical closure body.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzvorrichtung zwei Einspritzdüsen umfasst, wobei eine erste Einspritzdüse die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe aufweist und eine zweite Einspritzdüse die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aufweist. Für jede der beiden Einspritzdüsen gilt das bereits für Einspritzdüsen Gesagte.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the injection device comprises two injection nozzles may also be advantageous, wherein a first injection nozzle has the at least one opening of the first group and a second injection nozzle has the at least one opening of the second group. For each of the two injectors, what has already been said for injectors applies.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens zwei Gruppen jeweils mindestens zwei Öffnungen umfassen bzw. mindestens eine Gruppe mindestens zwei Öffnungen umfasst.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which the at least two groups each comprise at least two openings or at least one group comprises at least two openings are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens zwei Gruppen jeweils mindestens drei Öffnungen umfassen bzw. mindestens eine Gruppe mindestens drei Öffnungen umfasst.Embodiments of the direct injection spark-ignited internal combustion engine in which the at least two groups each comprise at least three openings or at least one group comprises at least three openings are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens zwei Gruppen jeweils mindestens vier Öffnungen umfassen bzw. mindestens eine Gruppe mindestens vier Öffnungen umfasst.Embodiments of the direct injection spark-ignited internal combustion engine in which the at least two groups each comprise at least four openings or at least one group comprises at least four openings are advantageous.

Die vorstehenden Ausführungsformen tragen dem Umstand Rechnung, dass die Anzahl der Öffnungen die Verteilung des eingebrachten Kraftstoffes im Brennraum des Zylinders und damit die Gemischbildung mit beeinflusst. Je mehr Öffnungen vorgesehen werden desto weiträumiger lässt sich der Kraftstoff im Brennraum verteilen und desto effektiver lässt sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch homogenisieren.The above embodiments take into account the fact that the number of openings affects the distribution of the introduced fuel in the combustion chamber of the cylinder and thus the mixture formation. The more openings that are provided, the more space the fuel can distribute in the combustion chamber and the more effectively the fuel-air mixture can be homogenized.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder mit einer Zündeinrichtung zur Einleitung einer Fremdzündung ausgestattet ist.Embodiments of the direct-injection spark-ignited internal combustion engine in which each cylinder is equipped with an ignition device for initiating spark ignition are advantageous.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine einer zuvor beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst mit einem Verfahren, bei dem im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum aktiviert werden, wobei

  • – zuerst die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe aktiviert wird, wenn der sich auf den unteren Totpunkt zu bewegende Kolben diese mindestens eine Öffnung passiert hat, um in einer ersten Phase des Einspritzvorganges einen zylinderkopfseitigen Bereich des Brennraums mit Kraftstoff zu versorgen, und
  • – zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aktiviert wird, um in einer zweiten Phase des Einspritzvorganges einen kolbenseitigen Bereich des Brennraums mit Kraftstoff zu versorgen.
The second sub-task on which the invention is based, namely to disclose a method for operating a spark-ignition internal combustion engine of the type described above, is achieved by a method in which the at least two openings are activated for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber as part of an injection process, wherein
  • - First, the at least one opening of the first group is activated when the piston to be moved to the bottom dead center has passed this at least one opening to supply a cylinder head side portion of the combustion chamber with fuel in a first phase of the injection process, and
  • - Time spaced, the at least one opening of the second group is activated to supply a piston-side portion of the combustion chamber with fuel in a second phase of the injection process.

Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die vorstehend hinsichtlich der Brennkraftmaschine gemachten Ausführungen.What has already been said for the internal combustion engine according to the invention also applies to the method according to the invention, which is why reference is generally made at this point to the statements made above with regard to the internal combustion engine.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Beenden des Einspritzvorganges deaktiviert werden, wobei die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander deaktiviert werden, in der Art, dass zuerst die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.Embodiments of the method in which the at least two openings are deactivated in order to terminate the injection process are advantageous, wherein the openings are deactivated one after the other in terms of time, such that the at least one opening of the second group and at least the time spaced apart an opening of the first group is deactivated.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den 1a und 1b näher beschrieben. Hierbei zeigt:In the following the invention is based on an embodiment according to the 1a and 1b described in more detail. Hereby shows:

1a schematisch und im Querschnitt das Fragment eines Zylinders einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit einem Kolben in einer ersten Position, und 1a schematically and in cross section the fragment of a cylinder of a first embodiment of the internal combustion engine with a piston in a first position, and

1b schematisch und im Querschnitt den in 1a dargestellten Zylinder mit dem Kolben in einer zweiten Position. 1b schematically and in cross section the in 1a illustrated cylinder with the piston in a second position.

1a zeigt schematisch und im Querschnitt das Fragment eines Zylinders 1 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit einem Kolben 5 in einer ersten Position. 1b zeigt den in 1a dargestellten Zylinder 1 mit dem Kolben 5 in einer zweiten Position. 1a shows schematically and in cross section the fragment of a cylinder 1 a first embodiment of the internal combustion engine with a piston 5 in a first position. 1b shows the in 1a illustrated cylinder 1 with the piston 5 in a second position.

Der in den 1a und 1b dargestellte Zylinder 1 verfügt über zwei Auslassöffnungen 8 zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem, wobei sich an jede Auslassöffnung 8 eine Abgasleitung 8a anschließt und jede Auslassöffnung 8 mit einem Auslassventil 8b ausgestattet ist, um die Auslassöffnung 8 im Rahmen des Ladungswechsels freizugeben. Des Weiteren verfügt der Zylinder 1 über zwei Einlassöffnungen 7 zum Zuführen der Verbrennungsluft via Ansaugsystem, wobei sich an jede Einlassöffnung 7 eine Ansaugleitung 7a anschließt und jede Einlassöffnung 7 mit einem Einlassventil 7b ausgestattet ist, um die Einlassöffnung 7 im Rahmen des Ladungswechsels freizugeben.The in the 1a and 1b illustrated cylinder 1 has two outlet openings 8th for discharging the exhaust gases via Abgasabführsystem, wherein each exhaust port 8th an exhaust pipe 8a connects and each outlet opening 8th with an exhaust valve 8b is equipped to the outlet opening 8th release in the context of the change of charge. Furthermore, the cylinder has 1 over two inlet openings 7 for supplying the combustion air via the intake system, wherein each intake port 7 a suction line 7a connects and each inlet opening 7 with an inlet valve 7b is equipped to the inlet opening 7 release in the context of the change of charge.

Jeder Zylinder 1 der Brennkraftmaschine umfasst einen Brennraum 2, 2a, 2b, der durch den Kolbenboden 5a eines zylinderzugehörigen Kolbens 5, ein den Brennraum 2, 2a, 2b seitlich begrenzendes Zylinderrohr 4 und den Zylinderkopf 3 mit ausgebildet wird. Der Kolben 5 oszilliert bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine entlang einer Kolbenlängsachse 5b zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt.Every cylinder 1 the internal combustion engine comprises a combustion chamber 2 . 2a . 2 B passing through the piston crown 5a a cylinder-associated piston 5 , a the combustion chamber 2 . 2a . 2 B laterally limiting cylinder tube 4 and the cylinder head 3 is trained with. The piston 5 oscillates when operating internal combustion engine along a piston longitudinal axis 5b between a bottom dead center and a top dead center.

Jeder Zylinder 1 der Brennkraftmaschine ist im Bereich des Zylinderrohres 4 mit einer Einspritzvorrichtung 6 zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum 2, 2a, 2b ausgestattet. Vorliegend dient als Einspritzvorrichtung 6 eine Einspritzdüse 6a, die über fünf Öffnungen verfügt, welche im Rahmen eines Einspritzvorganges zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum 2, 2a, 2b aktiviert, d. h. freigegeben werden.Every cylinder 1 the internal combustion engine is in the range of the cylinder tube 4 with an injector 6 for direct introduction of fuel into the combustion chamber 2 . 2a . 2 B fitted. In the present case serves as an injection device 6 an injection nozzle 6a , Which has five openings, which in the context of an injection process for introducing fuel into the combustion chamber 2 . 2a . 2 B activated, ie released.

Die Öffnungen der Einspritzdüse 6a sind konfiguriert und bilden zwei Gruppen. Die drei Öffnungen einer ersten Gruppe, d. h. die aus diesen Öffnungen austretenden Einspritzstrahlen bzw. Kraftstoffstrahlen 6b, sind nicht auf den Kolbenboden 5a des zylinderzugehörigen Kolbens 5 ausgerichtet, wohingegen die zwei Öffnungen einer zweiten Gruppe, d. h. die aus diesen Öffnungen austretenden Einspritzstrahlen bzw. Kraftstoffstrahlen 6b, auf den Kolbenboden 5a des zylinderzugehörigen Kolbens 5 ausgerichtet sind. Dabei wird Bezug genommen auf die in 1a dargestellte Position des Kolbens 5, d. h. auf eine Position des Kolbens 5, in der der Brennraum 2, 2a, 2b für die Öffnungen der Einspritzdüse 6a zugänglich ist und der Kolben 5 sich gleichzeitig möglichst nahe am oberen Totpunkt befindet.The openings of the injector 6a are configured and form two groups. The three openings of a first group, that is, the injection jets or fuel jets emerging from these openings 6b , are not on the piston crown 5a of the cylinder-associated piston 5 whereas the two openings of a second group, ie the injection jets or fuel jets emerging from these openings, are aligned 6b , on the piston crown 5a of the cylinder-associated piston 5 are aligned. Reference is made to the in 1a shown position of the piston 5 ie to a position of the piston 5 in which the combustion chamber 2 . 2a . 2 B for the openings of the injection nozzle 6a is accessible and the piston 5 at the same time as close to top dead center as possible.

Zwei Öffnungen der ersten Gruppe sind auf den Zylinderkopf 3 ausgerichtet und zwar auf die Auslassöffnungen 8 des Zylinders 1, wohingegen eine Öffnung der ersten Gruppe senkrecht zur Kolbenlängsachse 5b des zylinderzugehörigen Kolbens 5 ausgerichtet ist, wie in 1a dargestellt.Two openings of the first group are on the cylinder head 3 aligned on the outlet openings 8th of the cylinder 1 whereas an opening of the first group is perpendicular to the piston longitudinal axis 5b of the cylinder-associated piston 5 is aligned, as in 1a shown.

Die zwei Gruppen von Öffnungen werden im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt aktiviert, d. h. nacheinander für das Einbringen von Kraftstoff freigegeben, wobei die Öffnungen der ersten Gruppe früher als die Öffnungen der zweiten Gruppe aktiviert werden.The two groups of openings are activated offset in time as part of an injection process, d. H. successively released for the introduction of fuel, wherein the openings of the first group are activated earlier than the openings of the second group.

Die Öffnungen der ersten Gruppe werden aktiviert, sobald der sich auf den unteren Totpunkt zu bewegende Kolben 5 diese Öffnungen passiert hat, um in einer ersten Phase des Einspritzvorganges einen zylinderkopfseitigen Bereich 2a des Brennraums 2, 2a, 2b mit Kraftstoff zu versorgen (siehe 1a).The openings of the first group are activated as soon as the piston to be moved to the bottom dead center 5 these openings has passed to a cylinder head side area in a first phase of the injection process 2a of the combustion chamber 2 . 2a . 2 B to supply with fuel (see 1a ).

Zeitlich beabstandet werden die Öffnungen der zweiten Gruppe aktiviert, um in einer zweiten Phase des Einspritzvorganges einen kolbenseitigen Bereich 2b des Brennraums 2, 2a, 2b mit Kraftstoff zu versorgen (siehe 1b).Time-spaced, the openings of the second group are activated to a piston-side area in a second phase of the injection process 2 B of the combustion chamber 2 . 2a . 2 B to supply with fuel (see 1b ).

Zum Beenden des Einspritzvorganges werden die Öffnungen der Einspritzdüse 6a vom Kraftstoffversorgungssystem getrennt, aber nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt nacheinander. Dabei werden die Öffnungen der zweiten Gruppe früher als die Öffnungen der ersten Gruppe deaktiviert, d. h. vom Kraftstoffversorgungssystem getrennt.To terminate the injection process, the openings of the injection nozzle 6a separated from the fuel supply system, but not simultaneously, but staggered in time. In this case, the openings of the second group are deactivated earlier than the openings of the first group, ie separated from the fuel supply system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zylinder cylinder
22
Brennraum combustion chamber
2a2a
zylinderkopfseitiger Bereich des Brennraums Cylinder head side of the combustion chamber
2b2 B
kolbenseitiger Bereich des Brennraums Piston side of the combustion chamber
33
Zylinderkopf cylinder head
44
Zylinderrohr cylinder tube
55
Kolben piston
5a5a
Kolbenboden piston crown
5b5b
Kolbenlängsachse piston longitudinal axis
66
Einspritzvorrichtung Injector
6a6a
Einspritzdüse injection
6b6b
Einspritzstrahlen, Kraftstoffstrahlen Injection jets, fuel jets
77
Einlassöffnung inlet port
7a7a
Ansaugleitung suction
7b 7b
Einlassventil intake valve
88th
Auslassöffnung outlet
8a8a
Abgasleitung exhaust pipe
8b8b
Auslassventil outlet valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5421301 [0020, 0021, 0022] US 5421301 [0020, 0021, 0022]

Claims (16)

Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf (3) umfassend mindestens einen Zylinder (1), bei der – jeder Zylinder (1) einen Brennraum (2, 2a, 2b) umfasst, der durch einen Kolbenboden (5a) eines zylinderzugehörigen Kolbens (5), ein den Brennraum (2, 2a, 2b) seitlich begrenzendes Zylinderrohr (4) und den mindestens einen Zylinderkopf (3) mit ausgebildet ist, wobei der Kolben (5) entlang einer Kolbenlängsachse (5b) zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt bewegbar ist, und – jeder Zylinder (1) in einem Bereich des Zylinderrohres (4) mit einer Einspritzvorrichtung (6) zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum (2, 2a, 2b) ausgestattet ist, die über mindestens zwei Öffnungen verfügt, welche im Rahmen eines Einspritzvorganges zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum (2, 2a, 2b) aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die mindestens zwei Öffnungen in der Art konfiguriert sind, dass diese mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einer Öffnung bilden, – die mindestens eine Öffnung einer ersten Gruppe nicht auf den Kolbenboden (5a) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) ausgerichtet ist, wohingegen mindestens eine Öffnung einer zweiten Gruppe auf den Kolbenboden (5a) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) ausgerichtet ist, wobei Bezug genommen wird auf eine Position des Kolbens (5), in der der Brennraum (2, 2a, 2b) für die mindestens zwei Öffnungen zugänglich ist und der Kolben (5) sich möglichst nahe am oberen Totpunkt befindet, und – die mindestens zwei Gruppen umfassend jeweils mindestens eine Öffnung im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt aktivierbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aktiviert ist.Direct-injection spark-ignited internal combustion engine with at least one cylinder head ( 3 ) comprising at least one cylinder ( 1 ), in which - each cylinder ( 1 ) a combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ), which by a piston head ( 5a ) of a cylinder-associated piston ( 5 ), a combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) laterally limiting cylinder tube ( 4 ) and the at least one cylinder head ( 3 ) is formed, wherein the piston ( 5 ) along a piston longitudinal axis ( 5b ) is movable between a bottom dead center and a top dead center, and - each cylinder ( 1 ) in a region of the cylinder tube ( 4 ) with an injection device ( 6 ) for direct introduction of fuel into the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ), which has at least two openings, which in the context of an injection process for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) are activatable, characterized in that - the at least two openings are configured in such a way that they form at least two groups each having at least one opening, - the at least one opening of a first group not on the piston head ( 5a ) of the cylinder-associated piston ( 5 ), whereas at least one opening of a second group is directed towards the piston head ( 5a ) of the cylinder-associated piston ( 5 ), wherein reference is made to a position of the piston ( 5 ), in which the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) is accessible for the at least two openings and the piston ( 5 ) is located as close as possible to top dead center, and - the at least two groups each having at least one opening in the context of an injection process are activated offset in time, wherein the at least one opening of the first group is activated earlier than the at least one opening of the second group. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Gruppen umfassend jeweils mindestens eine Öffnung im Rahmen eines Einspritzvorganges zeitlich versetzt deaktivierbar sind, wobei die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe früher als die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the at least two groups each having at least one opening in the context of an injection process can be deactivated offset in time, wherein the at least one opening of the second group is deactivated earlier than the at least one opening of the first group. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe auf den mindestens einen Zylinderkopf (3) hin ausgerichtet ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that at least one opening of the first group on the at least one cylinder head ( 3 ) is aligned. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe senkrecht zur Kolbenlängsachse (5b) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) ausgerichtet ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening of the first group perpendicular to the piston longitudinal axis ( 5b ) of the cylinder-associated piston ( 5 ) is aligned. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe senkrecht zur Kolbenlängsachse (5b) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) ausgerichtet ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening of the second group perpendicular to the piston longitudinal axis ( 5b ) of the cylinder-associated piston ( 5 ) is aligned. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) jedes Zylinders (1) senkrecht zur Kolbenlängsachse (5b) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) ausgerichtet ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 6 ) of each cylinder ( 1 ) perpendicular to the piston longitudinal axis ( 5b ) of the cylinder-associated piston ( 5 ) is aligned. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) jedes Zylinders (1) zur Kolbenlängsachse (5b) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) geneigt ist. Direct-injection spark-ignition internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the injection device ( 6 ) of each cylinder ( 1 ) to the piston longitudinal axis ( 5b ) of the cylinder-associated piston ( 5 ) is inclined. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) jedes Zylinders (1) zur Kolbenlängsachse (5b) des zylinderzugehörigen Kolbens (5) geneigt und auf den mindestens einen Zylinderkopf (3) hin ausgerichtet ist.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the injection device ( 6 ) of each cylinder ( 1 ) to the piston longitudinal axis ( 5b ) of the cylinder-associated piston ( 5 ) and on the at least one cylinder head ( 3 ) is aligned. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) über einen beweglichen Verschlusskörper verfügt, der zwangsgesteuert im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum (2, 2a, 2b) mit einem Kraftstoffversorgungssystem verbindet und freigibt, wobei der Verschlusskörper die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander freigibt, in der Art, dass bei einem sich vom oberen Totpunkt auf den unteren Totpunkt zu bewegenden Kolben (5) zuerst die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe freigegeben wird.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 6 ) has a movable closure body, the positively controlled in the context of an injection process, the at least two openings for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) connects and releases with a fuel supply system, wherein the closure body releases the openings in succession with a time delay, in such a way that at a piston to be moved from top dead center to bottom dead center (FIG. 5 ) First, the at least one opening of the first group and spaced in time, the at least one opening of the second group is released. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Verschlusskörper im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Beenden des Einspritzvorganges deaktiviert, wobei der Verschlusskörper die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander deaktiviert, in der Art, dass bei einem sich vom unteren Totpunkt auf den oberen Totpunkt zu bewegenden Kolben (5) zuerst die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the movable closure body deactivates the at least two openings in the context of an injection process for the purpose of ending the injection process, wherein the closure body, the openings temporally offset successively deactivated, in such a way that at from the bottom dead center on the top dead center to moving piston ( 5 ) First, the at least one opening of the second group and spaced in time, the at least one opening of the first group is deactivated. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) eine Einspritzdüse (6a) ist, welche die mindestens zwei Öffnungen aufweist. Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 6 ) an injection nozzle ( 6a ), which has the at least two openings. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (6) zwei Einspritzdüsen umfasst, wobei eine erste Einspritzdüse die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe aufweist und eine zweite Einspritzdüse die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aufweist.Direct-injection spark-ignition internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the injection device ( 6 ) comprises two injection nozzles, wherein a first injection nozzle having at least one opening of the first group and a second injection nozzle having at least one opening of the second group. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Gruppen jeweils mindestens zwei Öffnungen umfassen.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two groups each comprise at least two openings. Direkteinspritzende fremdgezündete Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Gruppen jeweils mindestens drei Öffnungen umfassen.Direct injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two groups each comprise at least three openings. Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum (2, 2a, 2b) aktiviert werden, wobei – zuerst die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe aktiviert wird, wenn der sich auf den unteren Totpunkt zu bewegende Kolben (5) diese mindestens eine Öffnung passiert hat, um in einer ersten Phase des Einspritzvorganges einen zylinderkopfseitigen Bereich (2a) des Brennraums (2, 2a, 2b) mit Kraftstoff zu versorgen, und – zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe aktiviert wird, um in einer zweiten Phase des Einspritzvorganges einen kolbenseitigen Bereich (2b) des Brennraums (2, 2a, 2b) mit Kraftstoff zu versorgen.Method for operating a direct-injection spark-ignited internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that, as part of an injection process, the at least two openings for the purpose of introducing fuel into the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) are activated, wherein - first the at least one opening of the first group is activated when the piston to be moved to the bottom dead center ( 5 ) has passed through at least one opening in order, in a first phase of the injection process, to open a cylinder-head-side region ( 2a ) of the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) are fueled, and - spaced in time, the at least one opening of the second group is activated in order in a second phase of the injection process, a piston-side area ( 2 B ) of the combustion chamber ( 2 . 2a . 2 B ) to provide fuel. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen eines Einspritzvorganges die mindestens zwei Öffnungen zwecks Beenden des Einspritzvorganges deaktiviert werden, wobei die Öffnungen zeitlich versetzt nacheinander deaktiviert werden, in der Art, dass zuerst die mindestens eine Öffnung der zweiten Gruppe und zeitlich beabstandet die mindestens eine Öffnung der ersten Gruppe deaktiviert wird.A method according to claim 15, characterized in that in the context of an injection process, the at least two openings are deactivated for the purpose of terminating the injection process, wherein the openings are deactivated offset in time successively, such that first the at least one opening of the second group and temporally spaced at least one opening of the first group is deactivated.
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