DE10233256A1 - For the firing of a fuel/air mixture in an Otto motor, with fuel injection and spark ignition, an initial injection into the precombustion chamber is during the exhaust stroke before the ignition time point - Google Patents

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Abstract

For the ignition of a fuel/air mixture in an Otto motor with direct fuel injection and spark ignition, the precombustion chamber works with a small piston recess. A portion of the whole fuel to be injected is delivered (3) during the motor exhaust stroke, i.e. at least360degrees of crankshaft angle before the ignition time point (2) in the compression stroke, using a compact injection stream with a small spread angle towards the small piston recess. The fuel injection spray is largely taken up by the piston recess and, as the piston nears the upper dead point of the exhaust stroke, it is shifted into the leading zone of the precombustion chamber by the centrifugal effect and the displacement flow as the precombustion chamber is immersed in the piston recess.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zündung des Kraftstoff Luft-Gemischs bei einem Ottomotor mit Kraftstoff-Direkteinspritzung mit einer Vorkammer und Funkenzündung in der Vorkammer, wobei die Vorkammer mit einer kleinen Kolbenmulde in Wirkverbindung steht und weiterhin verschiedene, zur Durchführung geeignete Vorrichtungen mit Funkenzündung, mit denen an der Zündstelle besonders günstige Zündbedingungen erzeugt werden und nachfolgend beim Austritt von heißen Fackelstrahlen aus der Vorkammer, eine sichere und gleichmäßige Entflammung des Gemischs im Hauptbrennraum erfolgt.The invention relates to a method for ignition of the fuel-air mixture in a gasoline engine with direct fuel injection with a prechamber and spark ignition in the prechamber, the prechamber with a small piston recess is in operative connection and continues to be various suitable for implementation Spark-ignition devices, with those at the ignition point particularly cheap ignition conditions are generated and subsequently when hot torch jets emerge the pre-chamber, a safe and even ignition of the mixture takes place in the main combustion chamber.

Zur Entflammung sehr magererer Kraftstoff Luft-Gemische bei einem Ottomotor mit Kraftstoff-Direkteinspritzung wurde in DE 197 14 796 eine Vorkammeranordnung mit Funkenzündung in der Vorkammer vorgeschlagen, wobei in einer vorgelagerten Prozessstufe die Direkteinspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in Richtung auf eine kleine Kolbenmulde erfolgt, durch die eine Anreicherung des im Hauptbrennraum vorliegenden sehr mageren Kraftstoff-Luft-Gemischs mit Kraftstoff in der Kolbenmulde und dessen Umgebung erreicht wird. Im Zusammenhang mit dem Eintauchen der Vorkammer – die insbesondere als Wirbelkammer ausgebildet ist – in die Kolbenmulde während des Kompressionstakts bei geringem Spiel zwischen der Vorkammer und der Kolbenmulde erfolgt dann ein Übertritt des mit Kraftstoff angereicherten Gemischs in die Vorkammer.To ignite very lean fuel-air mixtures in a gasoline engine with direct fuel injection was in DE 197 14 796 A prechamber arrangement with spark ignition in the prechamber is proposed, with the direct injection of a small amount of fuel in the direction of a small piston bowl taking place in an upstream process stage, through which the very lean fuel-air mixture present in the main combustion chamber is enriched with fuel in the piston bowl and its surroundings is achieved. In connection with the immersion of the prechamber - which is designed in particular as a swirl chamber - in the piston recess during the compression stroke with little play between the prechamber and the piston recess, the fuel-enriched mixture then passes into the prechamber.

Insbesondere bei Verwendung einer im Wesentlichen zylinderförmigen Vorkammer und einer zylinderförmigen Kolbenmulde lassen sich bei entsprechender Anpassung der eingespritzten kleinen Kraftstoffmenge als Folge der über mehre Bohrungen in die Kammer eintretenden fetten Gemischanteile und geordneten Strömungsverhältnisse im Bereich der Zündstelle dort zum Zündzeitpunkt gegenüber dem Homogenbetrieb ohne Zusatzeinspritzung der kleinen Kraftstoffmenge verbesserte Entflammungsbedingungen an der Zündstelle erreichen.Especially when using a essentially cylindrical Antechamber and a cylindrical Piston recess can be adjusted with a corresponding adjustment of the injected small amount of fuel as a result of over several holes in the Chamber entering rich mixture proportions and orderly flow conditions in the area of the ignition point there at the time of ignition across from homogeneous operation without additional injection of the small amount of fuel achieve improved ignition conditions at the ignition point.

Ein ähnliches Verfahren ist das mit alleiniger Einspritzung einer Hauptmenge während des Verdichtungstaktes in Form eines Schichtladungsverfahrens nach DE 197 23 182 und WO 98145 588. Auch hier wird an der Zündstelle in der Vorkammer ein besonders gut zu zündendes Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt.A similar process is the one with the sole injection of a main quantity during the compression stroke in the form of a stratified charge process DE 197 23 182 and WO 98145 588. Here too, a fuel-air mixture that is particularly easy to ignite is generated at the ignition point in the prechamber.

Bei beiden Verfahren besteht einerseits das Problem, dass wegen des späten Eintauchens der Vorkammer in die Kolbenmulde ein ungenügender bzw. ein zu später Transport der mit Kraftstoff angereicherten Gemischanteile aus der Mulde zur Zündstelle in der Vorkammer stattfindet, wobei auch eine unzureichende Gemischaufbereitung für das zur Zündstelle transportierte Gemisch stattfindet.In both methods there is one the problem that because of the late Immersing the prechamber in the piston bowl an insufficient or one too late Transport of the fuel-enriched mixture components from the Trough to the ignition point takes place in the antechamber, which also means insufficient mixture preparation for the to the ignition point transported mixture takes place.

Zum Anderen lagert sich der während des Verdichtungstaktes in Richtung auf die kleine Kolbenmulde eingespritzte Kraftstoffteilweise in der Umgebung der Mulde auf dem Kolbenboden ab und kann in der kurzen Zeit bis zum Zündzeitpunkt von dort nicht abdampfen, so dass sich insbesondere eine zusätzliche HC- und Rußemission des Motors ergiebt.On the other hand, it is stored during the compression cycle Partially injected towards the small piston bowl in the vicinity of the trough on the piston crown and can in the short time until the ignition point do not evaporate from there, so that in particular an additional one HC and soot emissions of the engine.

Deshalb besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen frühzeitigen und besseren Transport des Kraftstoffs und der mit Kraftstoff angereicherten Gemischanteile aus der Mulde zur Zündstelle in der Vorkammer bei gleichzeitig verbesserter Gemischaufbereitung zu erreichen sowie die Wandanlagerung von Kraftstoff am Kolbenboden außerhalb der Kolbenmulde zum Zündzeitpunkt möglichst zu vermeiden bzw. gering zu halten.Therefore, the task of the present is Invention at an early stage and better transportation of fuel and those enriched with fuel Mixtures from the trough to the ignition point in the prechamber to achieve improved mixture preparation at the same time as well the accumulation of fuel on the piston crown outside the piston bowl at the time of ignition if possible too avoid or keep it low.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist ein Verfahren mit Vorrichtungen zur Zündung bei einem Ottomotor mit Kraftstoff Direkteinspritzung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des insgesamt eingespritzten Kraftstoffs bereits im Ausschiebetakt des Motors, d.h. mehr als 360 ° KW vor dem Zündzeitpunkt im Verdichtungstakt mit einem vergleichsweise kompakten Einspritzstrahl mit kleinem Ausbreitungswinkel in Richtung auf die kleine Kolbenmulde eingespritzt wird. Die Einspritzung erfolgt dabei so, dass er weitgehend von der Kolbenmulde aufgenommen wird und bei Annäherung des Kolbens an den OT des Ausschiebetaktes in die Vorkammer geschoben wird.The solution to the task is a method with devices for ignition in a gasoline engine Direct fuel injection. The method according to the invention is characterized in that that at least part of the total injected fuel already in the push-out cycle of the engine, i.e. more than 360 ° KW before ignition timing in the compression stroke with a comparatively compact injection jet with a small angle of propagation in the direction of the small piston bowl is injected. The injection takes place so that it largely is picked up by the piston bowl and when the piston approaches the TDC of the push-out cycle is pushed into the antechamber.

Wegen der durch die Kolbenbewegung erzeugten hohen Ladungsbewegung in der Vorkammer, der hohen Innenwandtemperaturen der Kammer sowie wegen der großen zur Verfügung stehenden Zeit bis zur Zündung des Gemischs in der Vorkammer im Verdichtungstakt ergibt sich dort eine besonders gute Homogenisierung von Kraftstoff, Luft und Restgas, was nachfolgend wiederum besonders gute Zündbedingungen zur Folge hat.Because of the piston movement generated high charge movement in the antechamber, the high inner wall temperatures the chamber as well as because of the large to disposal standing time until ignition of the mixture in the antechamber in the compression cycle results there a particularly good homogenization of fuel, air and residual gas, which in turn results in particularly good ignition conditions.

Nach der ersten Einspritzung der kleinen Kraftstoffmenge während des Ausschiebetaktes kann mit einem weit aufgefächerten Einspritzstrahl mit großem Ausbreitungswinkel durch eine weitere Einspritzung während des Ansaugtaktes im Hauptbrennraum ein homogenes, insbesondere mageres Grundgemisch (Homogenbetrieb) erzeugt werden. Zudem ist auch durch eine Einspritzung während des Verdichtungstaktes eine Ladungsschichtung (Schichtladungsbetrieb) im Brennraum möglich.After the first injection of the small amount of fuel during the push-out cycle can be carried out with a widely spread injection jet great Propagation angle through a further injection during the Intake cycle in the main combustion chamber is a homogeneous, especially lean base mixture (Homogeneous operation) are generated. It is also through an injection while of the compression cycle a charge stratification (stratified charge operation) possible in the combustion chamber.

Im ersten Fall kann durch eine zusätzliche dritte Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in die Kolbenmulde während des Verdichtungstaktes – also ca. 360 ° KW nach der ersten Einspritzung im Ausschiebetakt – noch eine weitere Steigerung der Gemischanreicherung an der Zündstelle und damit eine Verbesserung der Bedingungen an der Zündstelle zum Zündzeitpunkt erreicht werden.In the first case, an additional third injection of a small amount of fuel into the piston bowl during the compression stroke - i.e. approx. 360 ° KW after the first injection in the push-out stroke - can further increase the mixture enrichment at the ignition point and thus improve the conditions at the ignition can be reached at the time of ignition.

Schließlich ist es auch möglich, die Einspritzung des Kraftstoffs während des Ausschiebetaktes so zu steuern und zu bemessen, dass sich neben der Versorgung der kleinen Kolbenmulde mit Kraftstoff damit auch eine Anreicherung des über das Auslassventil bzw. die Auslassventile ausgeschobenen Abgases mit Kraftstoff, z.B. zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators im Abgasstrang bzw. eine Temperaturerhöhung des Abgases, z.B. zur schnellen Aufheizung eines Katalysators nach dem Kaltstart erreichen lässt.Finally, it is also possible that Injection of fuel during to control and measure the push-out cycle in such a way that the supply of fuel to the small piston bowl an enrichment of the over the exhaust valve or exhaust valves exhausted gas with fuel, e.g. for the regeneration of a NOx storage catalytic converter in the exhaust line or an increase in temperature of the exhaust gas, e.g. to achieve rapid heating of a catalytic converter after a cold start leaves.

Zur Durchführung des Verfahrens ist es notwendig, dass die verwendete Einspritzdüse bei der Einspritzung der kleinen Menge in Richtung auf die Kolbenmulde einen sehr kompakten und schlanken Einspritzstrahl erzeugt und bei der Einspritzung der Hauptmenge während des Ansaugtaktes (Homogenbetrieb) oder Verdichtungstaktes (Schichtladungsbetrieb) einen weit aufgefächerten Einspritzstrahl mit großem Ausbreitungswinkel erzeugt, wie es z.B. bei einer sogenannten Dralldüse der Fall ist.It is to carry out the procedure necessary that the injector used when injecting the small amount towards the piston bowl a very compact and lean injection jet is generated and injecting the bulk while of the intake stroke (homogeneous operation) or compression stroke (stratified charge operation) a wide range Injection jet with large Generates angle of propagation, e.g. the case with a so-called swirl nozzle is.

Die Dralldüse lässt sich dabei so dimensionieren, dass sie einen sogenannten „Vorstrahl" erzeugt, der bei entsprechender Auslegung bereits zur Erzeugung eines kompakten Einspritzstrahls in Verbindung mit einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge in die Kolbenmulde geeignet ist. Insbesondere aber gibt es sogenannte „variable" Einspritzdüsen, deren Stahlbild sich abhängig vom Betriebspunkt in der gewünschten Form beeinflussen lässt.The swirl nozzle can be dimensioned so that that it creates a so-called "pre-beam" which at appropriate design for the generation of a compact injection jet in connection with a small amount of fuel injected into the piston bowl suitable is. In particular, however, there are so-called "variable" injection nozzles, their steel structure become dependent from the operating point in the desired one Lets shape influence.

Zur Erzeugung eines homogenen mageren Grundgemischs ist es im Sonderfall auch möglich, das dieses Gemisch auch außerhalb des Brennraums – z.B. mit einer Saugrohreinsprtizung – erzeugt wird. In diesem Fall kann eine einfache Einspritzdüse verwendet werden, deren Funktion allein in der Erzeugung eines kompakten Einspritzstrahls mit kleinem Ausbreitungswinkel bestehet.To produce a homogeneous lean basic mixture in special cases it is also possible that this mixture also outside the combustion chamber - e.g. with an intake manifold injection becomes. In this case a simple injector can be used be whose function alone in the generation of a compact injection jet there is a small angle of propagation.

Obwohl während der Einspritzung der kleinen Kraftstoffmenge in die Kolbenmulde das Auslassventil noch geöffnet ist, besteht bei entsprechend kompakter Ausbildung des Stahls nur eine geringe Gefahr, dass vom Kraftstoff ein nennenswerter Teil in das Abgassystem gelangt, da unmittelbar nach der Einspritzung die Stirnseite der Vorkammer die Kolbenmulde gegenüber dem Hauptbrennraum abschirmt.Although during the injection of the small amount of fuel in the piston recess still the exhaust valve open there is only with a correspondingly compact design of the steel a low risk that the fuel is a significant part gets into the exhaust system because immediately after the injection the front of the prechamber the piston bowl opposite the Shields main combustion chamber.

Um einen möglichst großen Anteil des durch die Einspritzung in die kleine Kolbenmulde gelangenden Kraftstoffs in die Vorkammer zu transportieren ist es zweckmäßig, den Boden der Mulde in Form eines umgekehrten Kegels auszubilden, so dass sich der Kraftstoff im wesentlichen im mittleren Bereich der Mulde ansammelt. In einer optimierten Ausbildung der Vorkammer kann dann vorzugsweise eine zentrale Bohrung am Boden der Vorkammer angebracht sein, wobei der vordere, zum Boden der Mulde hin gerichtete Teil die Form eines Kegels aufweist. Es ist besonders zweckmäßig, im Boden mehrere, in Richtung auf die Kolbenmulde sich kegelförmig erweiternde Kanäle anzuordnen.To the largest possible proportion of the injection into the small piston bowl of fuel entering the prechamber it is convenient to transport the Bottom of the trough in the form of an inverted cone, see above that the fuel is essentially in the middle of the trough accumulates. In an optimized design the antechamber can then preferably a central hole has to be made in the bottom of the prechamber, the front part facing the bottom of the trough having the shape of a cone. It is particularly useful to have several in the bottom, in the direction conical on the piston bowl expanding channels to arrange.

In allen Fällen ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Kolbenbodens so beschaffen ist, dass die Adhäsionskräfte für den Kraftstoff sehr gering sind, damit sich bei Annäherung des Kolbens an den OT der Kraftstoff leicht ablöst, wobei als Folge der starken Verzögerung der Kolbenbewegung in diesem Kurbelwinkelbereich ein „Schleudereffekt" erzielt wird der, den am Muldenboden angelagerten Kraftstoff und das in diesem Bereich erzeugte angereicherte Kraftstoff Luft-Gemisch in Richtung auf die Stirnseite der Vorkammer bzw. in die Vorkammer hinein transportiert.In all cases it is provided that the surface of the piston crown is such that the adhesive forces for the fuel are very low are so when approaching of the piston to the TDC the fuel easily peels off, as a result of the strong delay a "skidding effect" is achieved for the piston movement in this crank angle range, the fuel deposited on the trough floor and in this area generated enriched fuel air mixture towards the End face of the prechamber or transported into the prechamber.

Im Gegensatz dazu sollten die sich kegelförmig erweiternde Bohrung bzw. Bohrungen im Boden der Vorkammer besonders große Adhäsionskräfte aufweisen, was durch feine Längskanäle auf der Oberfläche oder eine feinporige Aufrauung des kegeligen Teils der Bohrungen erreicht wird. Der auf der Oberfläche der Bohrungen so zwischengespeicherte Kraftstoff wird nachfolgend während des Verdichtungstaktes als Folge der dann besonderes hohen Gasgeschwindigkeit in den Kanälen während des Füllvorgangs der Vorkammer von den einströmenden Gasen mitgerissen und in die Vorkammer transportiert.In contrast, they should conical expanding hole or holes in the bottom of the prechamber particularly size Have adhesive forces, what through fine longitudinal channels on the surface or a fine-pored roughening of the conical part of the holes is achieved becomes. The one on the surface The holes so cached fuel is subsequently while the compression stroke as a result of the particularly high gas velocity in the channels while the filling process the antechamber from the incoming gases carried away and transported to the antechamber.

Nachfolgend sind Einzelheiten zum Verfahren und wichtige Merkmale der verwendeten Vorrichtungen anhand von Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen inBelow are details of the Process and important features of the devices used based on described by drawings. These show in

1 den zeitlichen Verlauf der aufeinander folgenden Arbeitstakte des Viertaktmotors mit Ausschieben, Ansaugen, Verdichten und Expandieren sowie die Kurbelwinkellage der Einspritzungen bei Homogenbetrieb (Haupteinspritzung beim Ansaugen), 1 the time course of the successive work cycles of the four-stroke engine with pushing out, intake, compression and expansion as well as the crank angle position of the injections in homogeneous operation (main injection during intake),

2 den zeitlichen Verlauf der aufeinander folgenden Arbeitstakte des Viertaktmotors mit Ausschieben, Ansaugen, Verdichten und Expandieren sowie die Kurbelwinkellage der Einspritzungen bei Schichtladungsbetrieb (Haupteinspritzung beim Verdichten), 2 the time course of the successive work cycles of the four-stroke engine with pushing out, induction, compression and expansion as well as the crank angle position of the injections in stratified charge operation (main injection during compression),

3 eine Anordnung der Vorkammer und Kolbenmulde sowie der Einspritzdüse mit kompaktem Einspritzstrahl mit kleiner Menge und kleinem Ausbreitungswinkel für eine Einspritzung im Ausschiebetakt des Motors, d.h. mehr als 360 ° KW vor dem Zündzeitpunkt und/oder für eine zweite Einspritzung einer kleinen Menge in die Kolbenmulde im Verdichtungstakt, 3 an arrangement of the prechamber and piston bowl as well as the injection nozzle with a compact injection jet with a small quantity and a small angle of propagation for an injection in the push-out cycle of the engine, i.e. more than 360 ° KW before the ignition point and / or for a second injection of a small quantity into the piston bowl in the compression stroke .

4 eine Anordnung der Vorkammer und Kolbenmulde sowie der Einspritzdüse mit aufgefächertem Einspritzstrahl mit großer Menge und großem Ausbreitungswinkel für eine Einspritzung im Expansionstakt des Motors (bei Homogenbetrieb) oder für eine Einspritzung im Verdichtungstakt (Schichtladungsbetrieb), 4 an arrangement of the prechamber and piston bowl as well as the injection nozzle with a fanned-out injection jet with a large quantity and a large angle of propagation for an injection in the expansion cycle of the engine (in homogeneous operation) or for an injection in the compression cycle (strat -making operation),

5 einen Schnitt durch die Vorkammerzündeinrichtung im in die Kolbenmulde eingetauchtem Zustand mit kegelförmigem vorderen Teil der Bohrung im Boden der Vorkammer und umgekehrt kegelförmiger Ausnehmung im Boden der Kolbenmulde sowie sich kegelförmig erweiternder Kolbenmulde, 5 2 shows a section through the prechamber ignition device in the state immersed in the piston bowl with a conical front part of the bore in the bottom of the prechamber and, conversely, a conical recess in the bottom of the piston bowl as well as a conically widening piston bowl,

6 einen Schnitt durch den Boden der Vorkammer mit mehreren im vorderen Teil kegelförmigen Bohrungen, 6 a section through the bottom of the prechamber with several tapered holes in the front part,

7 einen Blick auf den Boden der Vorkammer mit mehreren im vorderen Teil kegelförmigen Bohrungen sowie 7 a look at the bottom of the antechamber with several conical holes in the front part as well

8 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des Bodens der Vorkammer mit feinen Längskanälen zur Zwischenspeicherung des während des Ausschiebetaktes aufgenommenen Kraftstoffs der im vorderen Teil kegelförmigen Bohrung zur Abgabe des aufgenommenen Kraftstoffs an das während des Verdichtens aus dem Hauptbrennraum in die Vorkammer eingeschobene Gemisch. 8th an enlarged section through part of the bottom of the prechamber with fine longitudinal channels for the intermediate storage of the fuel taken up during the push-out cycle of the conical bore in the front part for delivering the taken up fuel to the mixture pushed into the prechamber from the main combustion chamber during compression.

1 zeigt den zeitlichen Verlauf der aufeinander folgenden Arbeitstakte des Viertaktmotors mit Ausschieben, Ansaugen, Verdichten und Expandieren bei Homogenbetrieb, wobei die Haupteinspritzung während des Ansaugens (1) erfolgt. Hier wird ein Teil des insgesamt eingespritzten Kraftstoffs bereits im Ausschiebetakt des Motors, d.h. mehr als 360 ° KW vor dem Zündzeitpunkt (2) mit einem vergleichsweise kompakten Einspritzstrahl mit kleinem Ausbreitungswinkel in Richtung auf die kleine Kolbenmulde eingespritzt. Dieser Kraftstoff wird so eingespritzt, dass er weitgehend von der Kolbenmulde aufgenommen wird und bei Annäherung des Kolbens an den OT des Ausschiebetaktes in die Vorkammer geschoben wird. 1 shows the time course of the successive work cycles of the four-stroke engine with pushing out, intake, compression and expansion in homogeneous operation, with the main injection during intake ( 1 ) he follows. Here part of the total injected fuel is already in the engine's push-out cycle, i.e. more than 360 ° KW before the ignition point ( 2 ) injected with a comparatively compact injection jet with a small angle of propagation in the direction of the small piston bowl. This fuel is injected in such a way that it is largely absorbed by the piston recess and is pushed into the prechamber when the piston approaches the TDC of the push-out cycle.

Durch eine weitere Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in die Kolbenmulde während des Verdichtungstaktes – also ca. 360 ° KW nach der ersten Einspritzung (3) – kann zudem noch eine Steigerung der Gemischanreicherung an der Zündstelle und damit eine Verbesserung der Zündungsbedingungen zum Zündzeitpunkt erreicht werden.Through a further injection of a small amount of fuel into the piston bowl during the compression stroke - i.e. approx. 360 ° KW after the first injection ( 3 ) - an increase in the mixture enrichment at the ignition point and thus an improvement in the ignition conditions at the time of ignition can also be achieved.

Die Zündung des Gemischs erfolgt kurz vor dem Erreichen des Verdichtungs-OT (4).The mixture is ignited shortly before the compression TDC is reached ( 4 ).

Es ist auch möglich, die Einspritzung des Kraftstoffs während des Ausschiebetaktes so zu steuern und zu bemessen, dass sich neben der Versorgung der kleinen Kolbenmulde mit Kraftstoff damit auch eine Anreicherung des über das Auslassventil bzw. die Auslassventile ausgeschobenen Abgases mit Kraftstoff, z.B. zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators im Abgasstrang bzw. eine Temperaturerhöhung des Abgases, z.B. zur schnellen Aufheizung eines Katalysators nach dem Kaltstart erreichen lässt.It is also possible to inject the fuel while to control and measure the push-out cycle in such a way that the supply of fuel to the small piston bowl an enrichment of the over the exhaust valve or exhaust valves with exhaust gas pushed out Fuel, e.g. for regeneration of a NOx storage catalytic converter in the exhaust system or an increase in temperature the exhaust gas, e.g. for rapid heating of a catalyst the cold start.

Zudem besteht die Möglichkeit, durch eine gezielte Veränderung der Ventilsteuerzeiten EÖ (Einlassventil-Öffnen) und AS (Auslassventil-Schließen) eine Anpassung an unterschiedliche Anforderungen vorzunehmen, wobei insbesondere ein „später" Zeitpunkt für AS (Miller-Verfahren) dazu dient, dass Kraftstoffanteile, die als Folge der Einspritzung während des Ausschiebetaktes in den Abgaskanal gelangen, durch eine „innere" Abgasrückführung wieder in den Brennraum zurück geschoben werden und somit bei der Umsetzung des Gemischs im Hauptbrennraum verbrannt werden, so dass sich kein Wirkungsgradverlust des Motors ergibt.There is also the possibility through a targeted change the valve timing EÖ (intake valve opening) and AS (exhaust valve closing) one To adapt to different requirements, in particular a "later" time for AS (Miller method) serves to reduce fuel levels as a result of injection while of the push-out cycle get into the exhaust gas duct again through an "inner" exhaust gas recirculation back into the combustion chamber be pushed and thus in the implementation of the mixture in the main combustion chamber be burned so that there is no loss of engine efficiency results.

2 zeigt den zeitlichen Verlauf der aufeinander folgenden Arbeitstakte des Viertaktmotors mit Ausschieben, Ansaugen, Verdichten und Expandieren mit der Lage der Einspritzung bei Schichtladungsbetrieb (5). Nach der ersten Einspritzung während des Ausschiebetaktes (2) wird hier mit einem weit aufgefächerten Einspritzstrahl mit großem Ausbreitungswinkel durch eine weitere Einspritzung während des Verdichtungstaktes eine Ladungsschichtung (Schichtladungsbetrieb) erzeugt. 2 shows the temporal course of the successive work cycles of the four-stroke engine with extension, intake, compression and expansion with the position of the injection in stratified charge mode ( 5 ). After the first injection during the push-out cycle ( 2 ) Here, with a wide-spread injection jet with a large angle of propagation, a charge stratification (stratified charge mode) is generated by a further injection during the compression stroke.

Hierbei bietet es sich an, mit der Haupteinspritzung im Zusammenhang mit einem „strahlgeführten" Brennverfahren einen kreisringförmigen Kraftstoffstrahl zu erzeugen, z.B. mit einer nach außen öffnenden Ringdüse, einer Mehrlochdüse, bei die Austrittsbohrungen insbesondere auf einem Kreis angeordnet sind oder durch eine Dralldüse. In diesem Fall erfolgt die Zündung des Hauptstrahls vorteilhaft an einer inneren Ringfläche gleichzeitig, was im Vergleich zur üblichen Zündung am äußeren Strahlrand durch eine einzige Zündkerze erhebliche Vorteile bei der Energieumsetzung liefert. Bei diesem Verfahren bietet die Ausbildung einer Drallströmung im Brennraum, z.B. durch eine angepasste Verstellung des Querschnitts von einem von zwei Ansaugkanälen weitere Vorteile, wobei eine gewünschte ringförmige Kraftstoffstrahlgeometrie mit nachfolgender gleichmäßiger und schneller Umsetzung des Gemischs gefördert wird.Here it makes sense to use the Main injection in connection with a "jet-guided" combustion process an annular fuel jet to generate, e.g. with an outwardly opening ring nozzle, one spinneret with the outlet holes arranged in particular on a circle or through a swirl nozzle. In this case the ignition takes place the main jet advantageously on an inner ring surface at the same time, what compared to the usual ignition on the outer edge of the beam through a single spark plug delivers significant benefits in energy conversion. With this Process offers the formation of a swirl flow in the combustion chamber, e.g. by an adjusted adjustment of the cross section of one of two intake ports further advantages, being a desired one annular Fuel jet geometry with subsequent uniform and faster implementation of the mixture is promoted.

3 zeigt die Anordnung der Vorkammer (6) und Kolbenmulde (7) sowie der Einspritzdüse (8) mit kompaktem Einspritzstrahl mit kleiner Menge (9) und einem kleinen Ausbreitungswinkel für eine Einspritzung während des Ausschiebetakts des Motors, d.h. mehr als 360 ° KW vor dem Zündzeitpunkt oder für eine zweite Einspritzung einer kleinen Menge in die Kolbenmulde im Verdichtungstakt. 3 shows the arrangement of the antechamber ( 6 ) and piston bowl ( 7 ) and the injection nozzle ( 8th ) with compact injection jet with small amount ( 9 ) and a small angle of propagation for an injection during the push-out stroke of the engine, ie more than 360 ° KW before the ignition point or for a second injection of a small amount into the piston recess in the compression stroke.

4 zeigt die Anordnung der Vorkammer (6) und Kolbenmulde (7) sowie der Einspritzdüse (8) mit aufgefächertem Einspritzstrahl (10) mit großer Menge und großem Ausbreitungswinkel für eine Einspritzung im Expansionstakt des Motors (bei Homogenbetrieb) oder für eine Einspritzung im Verdichtungstakt (Schichtladungsbetrieb), 4 shows the arrangement of the antechamber ( 6 ) and piston bowl ( 7 ) and the injection nozzle ( 8th ) with a fanned injection jet ( 10 ) with a large quantity and large angle of propagation for an injection in the expansion cycle of the engine (in homogeneous operation) or for an injection in the compression cycle (stratified charge operation),

5 zeigt einen Schnitt durch die Vorkammer (6) mit im Innern angeordneter Funkenzündeinrichtung (11), wobei mehrere zur Wand gerichtete Elektroden (12) verwendet werden. Die Wand der Vorkammer dient hier – wie z.B. aus DE 197 14 796 bekannt – als Masseelektrode (13) bei der Erzeugung einer Funkenstrecke (14). Die Anordnung zeigt die Vorkammer im in die Kolbenmulde eingetauchten Zustand, wobei sich die Mulde kegelförmig erweitert (15), um das Einfangen des Kraftstoffs des Kraftstoffstrahls zu verbessern und die thermische Belastung der Mulde bei hohen Motorlasten zu vermindern. 5 shows a section through the antechamber ( 6 ) with an internal spark ignition device ( 11 ), with several electrodes facing the wall ( 12 ) be used. The wall of the antechamber is used here - such as DE 197 14 796 known - as the ground electrode ( 13 ) during generation a spark gap ( 14 ). The arrangement shows the prechamber when immersed in the piston bowl, with the bowl expanding conically ( 15 ) to improve the capture of the fuel of the fuel jet and to reduce the thermal load on the trough under high engine loads.

Um einen möglichst großen Anteil des durch die Einspritzung in die kleine Kolbenmulde gelangenden Kraftstoffs in die Vorkammer zu transportieren ist es zweckmäßig, den 1Boden der Mulde in Form eines umgekehrten Kegels auszubilden (16), so dass sich der Kraftstoff im wesentlichen im mittleren Bereich der Mulde ansammelt. In einer optimierten Anpassung ist dann im Boden der Vorkammer eine zentrale Bohrung angebracht, die im vorderen Teil die Form eines Kegels aufweist (17), wobei sich an den als Kegel ausgebildeten Teil ein zylindrischer Teil (18) mit kleinem Durchmesser anschließt, um insbesondere das Ausströmen in der Vorkammer befindlichen Kraftstoff bzw. mit Kraftstoff angereicherten Gemischanteile in den Hauptbrennraum zu verhindern (Diodenverhalten) sowie die lokale thermische Belastung im Bereich des Übertrittkanals in die Vorkammer zu begrenzen.In order to transport as much of the fuel as possible through the injection into the small piston bowl into the prechamber, it is advisable to design the bottom of the bowl in the form of an inverted cone ( 16 ), so that the fuel essentially collects in the central area of the trough. In an optimized adaptation, a central hole is then made in the bottom of the prechamber, which has the shape of a cone in the front part 17 ), whereby a cylindrical part ( 18 ) with a small diameter, in particular to prevent the outflow of fuel in the prechamber or fuel-enriched mixture fractions into the main combustion chamber (diode behavior) and to limit the local thermal load in the area of the transfer duct into the prechamber.

Die oberhalb des Kolbenbodens aus der Vorkammer insbesondere tangential austretenden Kanäle (19) bewirken in Verbindung mit der im Wesentlichen zylinderförmigen Innenkontur der Vorkammer eine Drallströmung (Wirbelkammer). Die Kanäle sind insbesondere regelmäßig am Umfang der Kammer angeordnet, um eine gleichmäßige Zündung des Kraftstoff Luft-Gemischs im Hauptbrennraum zu gewährleisten.The channels (in particular tangentially emerging from the prechamber above the piston head ( 19 ) in connection with the essentially cylindrical inner contour of the prechamber cause a swirl flow (swirl chamber). The channels are in particular arranged regularly on the periphery of the chamber in order to ensure a uniform ignition of the fuel-air mixture in the main combustion chamber.

6 zeigt einen Schnitt durch den Boden der Vorkammer mit mehreren kegelförmigen Bohrungen (17), wobei sich an die Kegel jeweils wie beim Beispiel nach 5 ein zylindrischer Teil (18) anschließt. 6 shows a section through the bottom of the prechamber with several conical bores ( 17 ), referring to the cone as in the example 5 a cylindrical part ( 18 ) connects.

7 zeigt einen Blick auf den Boden der Vorkammer (6) mit mehreren kegelförmigen Bohrungen nach 6. Wie zu erkennen ist, wird bei dieser beispielhaften Anordnung mit 7 Bohrungen eine besonders gute Ausnutzung des Bodenbereichs der Vorkammer für den Transport des Kraftstoffs in die Vorkammer ausgenützt. 7 shows a view of the floor of the antechamber ( 6 ) with several conical bores 6 , As can be seen, particularly good utilization of the base area of the prechamber is used for the transport of the fuel into the prechamber in this exemplary arrangement with 7 bores.

In allen Fällen ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Kolbenbodens so beschaffen ist, dass die Adhäsionskräfte für den Kraftstoff sehr gering sind, damit sich bei Annäherung des Kolbens an den OT der Kraftstoff leicht vom Boden der Kolbenmulde ablöst, was z.B. durch eine Beschichtung oder durch eine partielle Wärmeisolierung des Bodens der Kolbenmulde mit Nutzung des „Leidenfrostphänomens" erreichbar ist, wobei als Folge der dann starken Verzögerung der Kolbenbewegung ein „Schleudereffekt" erzielt wird, der den Kraftstoff und das erzeugte angereicherte Gemisch aus der Kolbenmulde in Richtung in die Vorkammer bzw. in Richtung auf die Stirnseite der Vorkammer transportiert, wobei nachfolgend durch das Eintauchen der Vorkammer in die Kolbenmulde zusätzlich eine in Richtung auf das Innere der Vorkammer (6) gerichtete Strömung entsteht und damit der restliche Kraftstoff aus der Kolbenmulde verdrängt und insbesondere in die Vorkammer gefördert wird.In all cases, it is provided that the surface of the piston crown is such that the adhesive forces for the fuel are very low, so that when the piston approaches the TDC, the fuel is easily detached from the bottom of the piston bowl, for example by a coating or by partial heat insulation of the bottom of the piston bowl can be achieved by using the "suffering frost phenomenon", whereby as a result of the then considerable delay in the piston movement, a "skidding effect" is achieved which directs the fuel and the enriched mixture produced from the piston bowl towards the antechamber or transported in the direction of the end face of the prechamber, and subsequently by immersing the prechamber in the piston recess, an additional one in the direction of the interior of the prechamber 6 ) directed flow arises and so the remaining fuel is displaced from the piston bowl and in particular is conveyed into the prechamber.

Im Gegensatz dazu sollte die sich kegelförmig erweiternde Bohrung bzw. Bohrungen im Boden der Vorkammer besonders große Adhäsionskräfte aufweisen, was durch feine Längskanäle auf der Oberfläche oder eine feinporige Aufrauung erreicht wird. Der auf der Oberfläche der Kanäle so zwischengespeicherte Kraftstoff wird nachfolgend während des Verdichtungstaktes als Folge der hohen Gasgeschwindigkeit in den Bohrungen während des Füllvorgangs der Vorkammer von den einströmenden Gasen mitgerissen und in die Vorkammer transportiert.In contrast, the should conical expanding hole or holes in the bottom of the prechamber particularly size Have adhesive forces, what through fine longitudinal channels on the surface or a fine-pored roughening is achieved. The one on the surface of the channels so cached fuel is subsequently used during the Compression cycle as a result of the high gas velocity in the Drilling during the filling the antechamber from the incoming gases carried away and transported to the antechamber.

8 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des Bodens der Vorkammer mit feinen Längskanälen (21) im Bereich der kegelförmigen Bohrung (17). An Stelle der feinen Längskanäle kann hier auch eine mit Poren versehene Oberfläche der kegelförmigen Bohrung verwendet werden. 8th shows an enlarged section through part of the floor of the antechamber with fine longitudinal channels ( 21 ) in the area of the conical bore ( 17 ). Instead of the fine longitudinal channels, a pore-provided surface of the conical bore can also be used here.

Claims (22)

Verfahren zur Zündung des Kraftstoff Luft-Gemischs bei einem Ottomotor mit Kraftstoff Direkteinspritzung mit einer Vorkammer und Funkenzündung in der Vorkammer wobei die Vorkammer mit einer kleinen Kolbenmulde in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des insgesamt eingespritzten Kraftstoffs bereits während des Ausschiebetaktes des Motors, d.h. mehr als 360 ° KW vor dem Zündzeitpunkt (2) mit einem kompakten Einspritzstrahl mit kleinem Ausbreitungswinkel in Richtung auf die kleine Kolbenmulde eingespritzt wird.Method for igniting the fuel-air mixture in a gasoline engine with direct fuel injection with a prechamber and spark ignition in the prechamber, the prechamber being operatively connected to a small piston recess, characterized in that part of the total injected fuel already during the engine's stroke cycle, ie more than 360 ° KW before the ignition point ( 2 ) is injected with a compact injection jet with a small angle of propagation in the direction of the small piston bowl. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff so eingespritzt wird, dass er weitgehend von der Kolbenmulde aufgenommen wird und bei Annäherung des Kolbens an den OT des Ausschiebetaktes als Folge eines „Schleudereffektes" und einer Verdrängungsströmung beim Eintauchen der Vorkammer in die Kolbenmulde in die Vorkammer geschoben bzw. im vorderen Bereich der Vorkammer angelagert wird.A method according to claim 1, characterized in that the Fuel is injected so that it is largely from the piston bowl is recorded and when approaching of the piston to the TDC of the push-out cycle as a result of a "skidding effect" and a displacement flow when immersed the prechamber pushed into the piston bowl into the prechamber or is deposited in the front area of the antechamber. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge in die Kolbenmulde während des Verdichtungstaktes erfolgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that another injection of a small amount of fuel into the piston bowl while of the compression cycle. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzung des Kraftstoffs während des Ausschiebetaktes so gesteuert und bemessen wird, dass sich neben der Versorgung der kleinen Kolbenmulde mit Kraftstoff damit auch eine Anreicherung des über das Auslassventil bzw. die Auslassventile ausgeschobenen Abgases mit Kraftstoff, z.B. zur Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators im Abgasstrang bzw. eine Temperaturerhöhung des Abgases, z.B. zur schnellen Aufheizung eines Katalysators nach dem Kaltstart erreichen lässt.A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the injection of the fuel during the push-out cycle is controlled and dimensioned such that in addition to supplying the small piston recess with fuel, there is also an enrichment of the exhaust gas expelled via the exhaust valve or the exhaust valves With Fuel, for example for the regeneration of a NOx storage catalytic converter in the exhaust system or a temperature increase in the exhaust gas, for example for quickly heating up a catalytic converter after the cold start. Verfahren nach Anspruch 1–3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gezielte Veränderung der Ventilsteuerzeiten EÖ (Einlassventil-Öffnen) und AS (Auslassventil-Schließen) durchgeführt wird, wobei insbesondere ein „später" Zeitpunkt für AS (Miller-Verfahren) dazu verwendet wird, dass Kraftstoffanteile, die als Folge der Einspritzung während des Ausschiebetaktes in den Abgaskanal gelangen, durch eine „innere" Abgasrückführung wieder in den Brennraum gelangen.The method of claims 1-3 or 4, characterized in that a targeted change the valve timing EÖ (intake valve opening) and AS (exhaust valve closing) is carried out, in particular a "later" point in time for AS (Miller method) is used for this is that fuel components that result from the injection during the push-out stroke get into the exhaust duct through an "inner" exhaust gas recirculation back into the combustion chamber reach. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Einspritzung während des Ausschiebetaktes (2) eine zweite Einspritzung mit einem weit aufgefächerten Einspritzstrahl mit großem Ausbreitungswinkel während des Expansionstaktes ein homogenes Grundgemisch erzeugt wird (Homogenbetrieb).Method according to one of claims 1-4 or 5, characterized in that after the first injection during the push-out cycle ( 2 ) a second injection with a wide-spread injection jet with a large spreading angle generates a homogeneous basic mixture during the expansion cycle (homogeneous operation). Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das homogene, insbesondere magere Grundgemisch durch eine Saugrohreinspritzung der Hauptmenge des des Kraftstoffs erzeugt wird.Method according to one of claims 1-4, characterized in that that the homogeneous, in particular lean basic mixture through an intake manifold injection the bulk of the fuel is generated. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Einspritzung während des Ausschiebetaktes (2) eine zweite Einspritzung mit einem weit aufgefächerten Einspritzstrahl mit großem Ausbreitungswinkel während des Verdichtungstaktes eine Ladungsschichtung (Schichtladungsbetrieb) erzeugt wird.A method according to claim 1 and 2, characterized in that after the first injection during the push-out cycle ( 2 ) a second injection with a wide-spread injection jet with a large angle of propagation generates a stratified charge (stratified charge mode) during the compression stroke. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Haupteinspritzung ein kreisringförmiger Kraftstoffstrahl, z.B. mir einer nach außen öffnenden Ringdüse, einer Mehrlochdüse (Austrittsbohrungen insbesondere auf einem Kreis angeordnet) oder durch eine Dralldüse erzeugt wird, wobei eine Zündung des Hauptstrahls an einer inneren Ringfläche des Strahls durch die Fackelstrahlen der Vorkammerzündung erfolgt.A method according to claim 8, characterized in that with the main injection is an annular fuel jet, e.g. me one opening outwards ring nozzle, a multi-hole nozzle (Exit bores arranged in particular on a circle) or through a swirl nozzle is generated, with an ignition of the main beam on an inner annular surface of the beam by the torch beams the prechamber ignition he follows. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drallströmung im Hauptbrennraum, z.B. durch eine angepasste Verstellung des Querschnitts von einem von zwei Ansaugkanälen erzeugt wird.The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized characterized that a swirl flow in the main combustion chamber, e.g. by adjusting the cross section of one of two intake ports is produced. Vorrichtung nach mindestens einem vorstehenden Verfahren mit Vorkammer (6), mit im Innern der Vorkammer angeordneter Funkenzündeinrichtung (11), die in eine Kolbenmulde eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Vorkammer eine oder mehrere achsparallele Bohrungen aufweist (17, 18).Device according to at least one above method with antechamber ( 6 ), with spark ignition device arranged inside the antechamber ( 11 ) that dips into a piston recess, characterized in that the bottom of the prechamber has one or more axially parallel bores ( 17 . 18 ). Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der im Boden der Vorkammer angeordneten Bohrung im unteren Bereich die Form eines Kegels aufweist (17).Device with antechamber ( 6 ) according to claim 11, characterized in that at least one of the holes arranged in the bottom of the prechamber has the shape of a cone in the lower region ( 17 ). Vorkammer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer als Wirbelkammer ausgebildet ist, wobei die oberhalb des Kolbenbodens aus der Vorkammer in den Hauptbrennraum tangential austretenden Kanäle (19) in Verbindung mit der im Wesentlichen zylinderförmigen Innenkontur der Vorkammer, beim Einströmen des Kraftstoff Luft-Gemischs in die Vorkammer während des Verdichtungstaktes eine Drallströmung bzw. Wirbelströmung in der Vorkammer erzeugen.Antechamber according to claim 11 or 12, characterized in that the antechamber is designed as a swirl chamber, the channels (tangentially emerging from the antechamber above the piston head into the main combustion chamber ( 19 ) in conjunction with the essentially cylindrical inner contour of the prechamber, when the fuel-air mixture flows into the prechamber during the compression cycle, generate a swirl flow or vortex flow in the prechamber. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach Anspruch 11–13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der im Boden der Vorkammer angeordneten Bohrung im dem Inneren der Vorkammer zugewandten Bereich eine zylindrische Form aufweist.Device with antechamber ( 6 ) according to claims 11-13, characterized in that at least one of the holes arranged in the bottom of the prechamber in the interior facing the prechamber has a cylindrical shape. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach mindestens einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Kolbenbodens aus der Vorkammer Kanäle (19), insbesondere regelmäßig am Umfang der Kammer angeordnet sind.Device with antechamber ( 6 ) according to at least one of claims 10, 11 or 12, characterized in that above the piston head from the prechamber channels ( 19 ), in particular are regularly arranged on the circumference of the chamber. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach einem der Ansprüche 11–15, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Kolbenmulde in Form eines umgekehrten Kegels ausgebildet ist (16).Device with antechamber ( 6 ) according to any one of claims 11-15, characterized in that the bottom of the piston bowl is designed in the form of an inverted cone ( 16 ). Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach einem der Ansprüche 11–16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Bodens der Kolbenmulde so beschaffen ist, dass die Adhäsionskräfte für den Kraftstoff sehr gering sind.Device with antechamber ( 6 ) according to any one of claims 11-16, characterized in that the surface of the bottom of the piston recess is such that the adhesive forces for the fuel are very low. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach einem der Ansprüche 11–17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Bodens der Kolbenmulde beschichtet ist.Device with antechamber ( 6 ) according to any one of claims 11-17, characterized in that the surface of the bottom of the piston bowl is coated. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach einem der Ansprüche 11–18, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Mulde zumindest teilweise gegenüber dem übrigen Kolben wärmeisoliert ist.Device with antechamber ( 6 ) according to any one of claims 11-18, characterized in that the bottom of the trough is at least partially thermally insulated from the rest of the piston. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach einem der Ansprüche 17–19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der sich kegelförmig erweiternden Bohrungen im Boden der Vorkammer besonders große Adhäsionskräfte aufweist.Device with antechamber ( 6 ) according to one of claims 17-19, characterized in that at least one of the conically widening bores in the bottom of the prechamber has particularly large adhesive forces. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der sich kegelförmig erweiternden Bohrungen im Boden der Vorkammer feine Längskanäle (20) auf der Oberfläche aufweist.Device with antechamber ( 6 ) according to An Proverb 19, characterized in that at least one of the conically widening bores in the bottom of the prechamber has fine longitudinal channels ( 20 ) on the surface. Vorrichtung mit Vorkammer (6) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der sich kegelförmig erweiternden Bohrungen im Boden der Vorkammer eine feinporige Aufrauung aufweist.Device with antechamber ( 6 ) according to claim 19, characterized in that at least one of the conically widening bores in the bottom of the prechamber has a fine-pored roughening.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013091849A1 (en) 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating a drive assembly and drive assembly
DE102012014713A1 (en) 2012-07-25 2014-01-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine
DE102016015259A1 (en) 2016-12-21 2017-07-06 Daimler Ag Otto engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102019126964A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an externally ignited four-stroke reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system
DE102019215852A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Ignition device for an internal combustion engine
DE102020109161A1 (en) 2020-04-02 2021-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an externally ignited four-stroke reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system
CN115038860A (en) * 2020-01-22 2022-09-09 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013091849A1 (en) 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating a drive assembly and drive assembly
DE102011122442A1 (en) 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine
DE102012014713A1 (en) 2012-07-25 2014-01-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine
WO2014016133A1 (en) 2012-07-25 2014-01-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine
US10018127B2 (en) 2012-07-25 2018-07-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for adjusting a volumetric efficiency and a charge density in an internal combustion engine
DE102016015259A1 (en) 2016-12-21 2017-07-06 Daimler Ag Otto engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102019126964A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an externally ignited four-stroke reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system
DE102019215852A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Ignition device for an internal combustion engine
DE102019215852B4 (en) * 2019-10-15 2021-05-20 Vitesco Technologies GmbH Ignition device for an internal combustion engine
CN115038860A (en) * 2020-01-22 2022-09-09 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle
DE102020109161A1 (en) 2020-04-02 2021-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an externally ignited four-stroke reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system

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