DE112015005207B4 - Aufbau einer Brennkammer für einen Motor mit Direkteinspritzung - Google Patents

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Abstract

Aufbau einer Brennkammer (17) für einen Motor (1) mit Direkteinspritzung, der Aufbau aufweisend:einen Kolben (16), der in einen Zylinder (11) eingesetzt ist und eine Kavität (163) besitzt, die durch Aussparen einer Oberfläche des Kolbens (16) gebildet wird,wobei eine Oberfläche eines Zylinderkopfs (13) einen Deckenabschnitt (170) der Brennkammer (17) bildet und eine ansaugseitige geneigte Fläche (171) besitzt, wobei der Deckenabschnitt (170) eingerichtet ist, zusammen mit dem Zylinder (11) und dem Kolben (16) eine pultdachförmige Brennkammer (17) zu bilden, wobei die ansaugseitige geneigte Fläche (171) mit Öffnungen zweier Ansauganschlüsse (18) versehen ist, die Seite an Seite entlang einer Antriebswelle (15) des Motors (1) angeordnet sind, wobei die auslassseitige geneigte Fläche (172) mit einer Öffnung eines Auslassanschlusses (19) versehen ist, undein Kraftstoffeinspritzventil (6), das an einer Firstlinie eines Pultdachs angeordnet ist, an der sich die einlassseitigen und auslassseitigen geneigten Flächen (171, 172) schneiden, wobei das Pultdach den Deckenabschnitt (170) des Zylinderkopfs (13) bildet, wobei sich das Kraftstoffeinspritzventil (6) bezüglich einer Bohrung des Zylinders (11) hin zu der Antriebswelle (15) des Motors (1) verlagert, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (6) eine Einspritzachse besitzt, die sich entlang einer Achse des Zylinders (11) erstreckt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (6) eingerichtet ist, Kraftstoff durch eine Einspritzspitze desselben in die Kavität (163) einzuspritzen, die der Einspritzspitze zugewandt ist, wobeidie Oberseite des Kolbens (16) an einer Ansaugseite und einer Auslassseite geneigte Flächen (161,0 162) besitzt, und durch die geneigten Flächen (161, 162) erhöht wird, um den einlassseitigen und den auslassseitigen geneigten Flächen (171, 172) des Deckenabschnitts (170) zu entsprechen,die Kavität (163) hin zu dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) verlagert wird, um der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils (6) zugewandt zu sein, wobei die Kavität (163) durch Aushöhlen von Abschnitten der geneigten Flächen (161, 162) gebildet wird, undin einem vertikalen Querschnitt entlang einer Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich auf der anderen Seite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils (6) verläuft, ein Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils (6) zu einer Wandfläche der Kavität (163) an einem bestimmten Ort länger ist als ein Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität (163) an einem diametral gegenüberliegenden Ort von dem bestimmten Ort bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils (6), wo das Innere der Brennkammer (17) um den Ort des Kraftstoffeinspritzventils (6) herum in die folgenden vier Bereiche unterteilt ist:(1) einen ansaugseitigen Bereich, der sich bezüglich der Firstlinie des Pultdachs an der Ansaugseite und näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet,(2) einen sich auf der anderen Seite, an der Einlassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindenden Bereich,(3) einen sich an der einen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite bezüglich der Firstlinie des Pultdachs und näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet; und(4) einen sich an der anderen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet,dadurch gekennzeichnet, dassein Rand der Öffnung der Kavität (163) eine ovale, entlang der Antriebswelle (15) des Motors (1) längliche Form besitzt, undein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil (6) zu einem Rand der Kavität (163), der näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) liegt, länger ist als ein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil (6) zu dem Rand der Kavität (163), der näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) liegt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft den Aufbau bzw. die Struktur einer Brennkammer für einen Motor mit Direkteinspritzung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Patentdokument 1 beschreibt einen Ottomotor mit Direkteinspritzung, der Kraftstoff in eine als Kavität ausgebildete Brennkammer einspritzt, die durch Aussparen der Oberseite eines Kolbens gebildet wird. Dieser Motor mit Direkteinspritzung beschleunigt die Verbrennung durch Zugabe von Ozon in die in einen Zylinder einzuleitende Ansaugluft. Von einem Zentralabschnitt der Brennkammer breiten sich Flammen in Richtung der Außenseite der Brennkammer als Kraftstoffnebel aus, wobei der Kraftstoff durch ein an einem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders angeordnetes Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, und sich in der Kammer verteilt. Bevor die Flammen die Wandoberfläche der Kavität erreichen, stoppt die Verbrennung. Dadurch entsteht eine Gasschicht, die nicht zur Verbrennung zwischen einem Verbrennungsgas in dem Zentralabschnitt der Brennkammer (also der Kavität) und der Wandoberfläche der Kavität beiträgt. Dies kann den Kühlverlust deutlich verringern. Der in Patentdokument 1 beschriebene Motor mit Direkteinspritzung ist ferner eingerichtet, ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis von größer gleich 15 zu haben. Dieser Motor mit Direkteinspritzung verbessert den Wärmewirkungsgrad einhergehend der obenstehend beschriebenen Verringerung des Kühlverlusts deutlich.
  • Die Anmelderin dieser Anmeldung hat eine andere Technik zur Verringerung des Kühlverlustes in Patentdokument 2 vorgeschlagen. Konkret wird bei dieser Technik Kraftstoff in der zweiten Hälfte eines Verdichtungstakts in eine Brennkammer eingespritzt, während dem der Kraftstoff in einer speziell konzipierten Weise eingespritzt wird. Dadurch entsteht in einem Zentralabschnitt der Brennkammer eine Schicht eines Kraftstoff-Luft-Gemischs, und bildet ebenfalls eine wärmeisolierende Gasschicht um die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs, was somit die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in einem solchen Zustand ermöglicht. Es sei angemerkt, dass das wie vorliegend verwendete Kraftstoff-Luft-Gemisch eine aus einem brennbarem Kraftstoff-Luft-Gemisch bestehende und gebildete Schicht ist. Das brennbare Kraftstoff-Luft-Gemisch kann beispielsweise auch als Kraftstoff-Luft-Gemisch mit einem Äquivalenzverhältnis ϕ von größer gleich 0,1 definiert sein. Das Bilden der Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs und der wärmeisolierenden Gasschicht ermöglichen es der wärmeisolierenden Gasschicht, den Kontakt zwischen dem Verbrennungsgas und der Wandoberfläche zu verringern. Somit kann die in Patentdokument 2 beschriebene Technik den Kühlverlust ebenso deutlich verringern wie die in Patentdokument 1 beschriebene Technik.
  • Gemäß der Technik, bei der die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs und die das Kraftstoff-Luft-Gemisch umgebende wärmeisolierende Gasschicht in der Brennkammer gebildet werden, ist es empfehlenswert, eine bezüglich der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils symmetrische Kavität an einem Kolben vorzusehen, die einer Einspritz-Spitze des Kraftstoffeinspritzventils zugewandt ist, während ein Kraftstoffeinspritzventil derart angeordnet ist, dass sich seine Einspritzachse entlang der Achse des Zylinders erstreckt. Das geometrische Verdichtungsverhältnis eines in Patentdokument 2 beschriebenen Motors wird ebenfalls auf größer gleich 15 festgelegt. Der Kolben des in Patentdokument 2 beschriebenen Kolbens besitzt eine Oberseite, die an Ansaug- und Auslassseite zwei geneigte Flächen besitzt. Somit ist die Oberseite derart erhöht, dass die beiden geneigten Flächen ein dreieckiges Dach bilden, das einer pultdachförmigen Oberfläche eines Zylinderkopfs, der die Deckenfläche der Brennkammer bildet, entspricht. Die an einem Zentralabschnitt der Oberseite des Kolbens vorgesehene Kavität wird durch Aushöhlen von Abschnitten der geneigten Flächen der Oberseite des Kolbens gebildet.
  • Die DE 697 12 155 T2 und die EP 0 937 890 A2 bilden ebenfalls Stand der Technik für die vorliegende Erfindung.
  • ZITATE
  • PATENTDOKUMENT
    • PATENTDOKUMENT 1: Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2013-194712
    • PATENTDOKUMENT 2: Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2015-102004
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Bei einem Ottomotor mit Direkteinspritzung ist eine Zündkerze allgemein nahe dem Bohrungsmittelpunkt eines Zylinders angeordnet. Ist ein Kraftstoffeinspritzventil nahe dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders angeordnet, können das Kraftstoffeinspritzventil und die Zündkerze geringfügig von dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders entlang der Antriebswelle des Motors verlagert werden. Um eine wärmeisolierende Gasschicht um eine Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs zu bilden, ist eine an einem Kolben vorgesehene Kavität vorteilhafterweise bezüglich der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils symmetrisch. Da das Kraftstoffeinspritzventil von dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders verlagert wird, wird die Kavität ebenfalls vom Bohrungsmittelpunkt des Zylinders verlagert. Das Bilden der Kavität an dem wie obenstehend in Form eines dreieckigen Dachs erhobenen Kolbens höhlt die geneigten Flächen des Zylinders teilweise aus. Indes verlagern sich die ausgehöhlten Abschnitte der geneigten Flächen ebenfalls vom Mittelpunkt der Bohrung des Zylinders, weil die Kavität von dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders verlagert wird.
  • Gemäß der Technik zum Verringern des Kontakts zwischen einer Kraftstoff-LuftSchicht und der Wandfläche des Zylinders einer Brennkammer durch Bilden einer wärmeisolierenden Gasschicht um das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird empfohlen, dass der Gasstrom in die Brennkammer in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts, bei dem Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt wird, so schwach wie möglich ist. Somit ist ein Ansauganschluss derart ausgestaltet, so wenig Verwirbelung oder Tumble-Strömung (Englisch „tumble flow“, Deutsch auch: „Tumble-Strom“) wie möglich zu erzeugen. Die Tumble-Strömung kann jedoch selbst dann in der Brennkammer in der zweiten Hälfte des Verbrennungstakts verbleiben, wenn eine solche Gegenmaßnahme ergriffen wurde. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben als ein Ergebnis von Studien herausgefunden, dass die Tumble-Strömung durch die Verlagerung der Kavität von dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders an die Oberseite des Kolbens abgelenkt wurde. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ebenfalls herausgefunden, dass wenn ein Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Einspritzen von Kraftstoff durch ein Kraftstoffeinspritzventil in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts gebildet wird, die Ablenkung der Tumble-Strömung bewirkt, dass sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einer spezifischen Richtung ausbreitet, und möglichweise in Kontakt mit der Wandfläche der Brennkammer (also der Wandfläche der Kavität) gelangt.
  • Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, es einem Motor mit Direkteinspritzung mit einer Brennkammer, die eine Schicht eines Kraftstoff-Luft-Gemischs und eine wärmeisolierende Schicht beinhaltet, zu ermöglichen, die Ausbreitung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in einer spezifischen Richtung und das in Kontakt gelangen mit der Wandfläche der Brennkammer zu verhindern.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Zunächst wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, wie genau das obenstehend beschriebene Problem durch die Ausbreitung der Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in der spezifischen Richtung verursacht wird. 8 entspricht einer Draufsicht einer Brennkammer 17, die definiert ist durch einen Zylinderkopf, der die obere Decke der Brennkammer bildet, einer Oberseite eines Kolbens 16, und einer Innenumfangsoberfläche eines von oben betrachteten Zylinders 11. Die Brennkammer 17 wird vorliegend in einer weitgefassten Bedeutung des Begriffes verwendet. Die Brennkammer bezieht sich nicht nur auf einen Innenraum des Kolbens, der gebildet wird, wenn der Kolben seinen oberen Verdichtungstotpunkt erreicht, sondern auch auf einen Raum, der durch den Abschnitt des Zylinderkopfs, der die Decke der Brennkammer, die Oberseite des Kolbens 16 und die Innenumfangsoberfläche des Zylinders 11 bildet, definiert ist.
  • Die linke Seite des Blattes, auf dem 8 gezeichnet ist, entspricht einer Auslassseite, und die rechte Seite des Blattes entspricht einer Ansaugseite. Die Öffnungen 180 von zwei Ansauganschlüssen, die durch zwei zughörige gestrichelte Kreise angedeutet sind, sind Seite an Seite entlang des Antriebswelle des Motors (also in aufwärtiger/abwärtiger Richtung auf dem Blatt) an der Ansaugseite angeordnet. Ebenso sind die Öffnungen 190 von zwei Auslassanschlüssen, die durch zwei zugehörige der gestrichelten Kreise angedeutet sind, ebenfalls Seite an Seite entlang der Antriebswelle des Motors an der Auslassseite angeordnet. Obgleich dies in 8 nicht deutlich hervorgeht, sind die Achsen von Kehlabschnitten der Ansauganschlüsse bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch.
  • Obgleich dies aus 8 nicht deutlich hervorgeht, besitzt der Abschnitt des Zylinderkopfs, der die Oberseite der Brennkammer bildet, eine ansaugseitige, geneigte Fläche und eine auslassseitige geneigte Fläche. Die Brennkammer 17 bildet eine pultdachförmige Brennkammer. Die Oberseite des Kolbens 16 besitzt geneigte Flächen, die jeweils an der Ansaugseite und der Auslassseite geneigt sind, die der pultdachförmigen Decke entsprechen. Die Oberseite des Kolbens 16 ist in Form eines dreieckigen Daches erhöht. Somit ist das geometrische Verdichtungsverhältnis des Motors hoch eingestellt.
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil 6, durch welches der Kraftstoff in die Brennkammer 17 eingespritzt wird, ist an der Firstlinie des Pultdachs angeordnet, um bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors verlagert zu werden, wie durch die zugehörige, dicke gestrichelte Linie angedeutet. Vorliegend bedeutet, wenn etwas „hin bzw. in Richtung der Antriebswelle des Motors“ zugewandt ist, dass der Gegenstand hin zur Unterseite des Blattes, also hin zum Vorderende des Motors zeigt. Die Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 erstreckt sich entlang der Achse des Zylinders 111 (also in die Richtung vom Blatt herkommend). An der Firstlinie des Pultdachs ist eine Zündkerze 7 angeordnet, um bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert zu werden, wie durch die zugehörige, gestrichelte Kreislinie angedeutet. Wenn vorliegende etwas „hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors“ zugewandt ist, bedeutet dies, dass der Gegenstand hin zur Oberseite des Blattes, also hin zur rückseitigen Ende des Motors zeigt.
  • Die Oberseite des in Form eines dreieckigen Dachs erhobenen Kolbens 16 besitzt eine Kavität 163, welche eine Ausnehmung ist, die in einer Draufsicht eine im Wesentlichen ovale Formgebung besitzt. Der Mittelpunkt der Kavität 163 ist festgelegt, mit der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 übereinzustimmen, so dass in der Brennkammer 17 (also in der Kavität 163) eine Schicht von Kraftstoff-Luft-Gemisch und eine die Kraftastoff-Luft-Gemisch-Schicht umgebende wärmeisolierende Gasschicht gebildet werden. Somit wird die im Wesentlichen ovale Kavität 163 bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert.
  • Wie obenstehend beschrieben, sind die beiden Ansauganschlüsse angeordnet um bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders symmetrisch zu sein. Die Ströme der durch die Öffnungen 180 der beiden Ansauganschlüsse (d.h. Tumble-Ströme bzw. Strömungen) in den Zylinder 11 strömenden Ansaugluft sind bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch. Die beiden Ansauganschlüsse sind jeweils derart eingerichtet, eine so schwache Tumble-Strömung wie möglich zu erzeugen, so dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs und die wärmeisolierende Gasschicht gebildet werden.
  • Die Tumble-Strömungen erstrecken sich einmal entlang der Innenumfangsoberfläche des Zylinders 11 an der Auslassseite, und ändern dann ihre Richtung hin zur Ansaugseite an der Oberseite des Kolbens 16. Da die an der Oberseite des in Form eines dreieckigen Dachs erhobenen Kolbens 16 hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors verlagert wird, verlagern sich Abschnitte der geneigten Flächen des Kolbens 16, die ausgehöhlt sind, um die Kavität 163 zu bilden, bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors. Diese ausgehöhlten Abschnitte der Oberseite des Kolbens 16 besitzen eine verringerte Höhe. Die Tumble-Strömungen gelangen leichter durch diese ausgehöhlten Abschnitte der Oberseite des Kolbens 16 als durch einen anderen relativ erhöhten Abschnitt seiner Oberfläche ohne die Kavität 163. Dies bewirkt, dass eine Abwärtskomponente jeder Tumble-Strömung von dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Auslassseite hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite abgelenkt wird, wie durch den fetten, gestrichelten Pfeil in 8 angedeutet.
  • Die abgelenkte Abwärtskomponente der Tumble-Strömung unterteil sich in:
    1. (1) eine Strömung, die entlang einer der geneigten Flächen des Kolbens an der Ansaugseite (nachfolgend als eine „erste Strömung F1“ bezeichnet“) aufsteigt;
    2. (2) eine Strömung, die sich entlang der Seitenwand der Kavität näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors in der Kavität 163 aufwärtsbewegt, nachdem sie in die Kavität 163 eingedrungen ist (nachfolgend als eine „zweite Strömung F2“ bezeichnet“); und
    3. (3) eine Strömung, die sind entlang einer der geneigten Flächen des Kolbens an der Ansaugseite hin zu der Innenumfangsoberfläche des Zylinders 11 bewegt, nachdem sie durch die Kavität 163 verlaufen ist (nachfolgend als eine „dritte Strömung F3 bezeichnet“), die jeweils durch eine zugehörige der gepunkteten Ellipsen in 8 angedeutet sind.
  • Sobald sich der Kolben 16 im Verdichtungstakt nach oben bewegt, wird die zweite Aufwärtsströmung F2 wie durch einen zugehörigen der offenen Pfeile angedeutet, beschleunigt. Dies erzeugt einen vertikalen Wirbelstrom, der von der anderen Seite der Antriebswelle des Motors an der Auslassseite hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite in die Kavität 163 abgelenkt wird. Die erste Strömung F1 dient als ein Quetschfluss, der in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts in die Kavität 163 einströmt, wie durch die zugehörigen offenen Pfeile angedeutet. Ferner unterteilt sich die dritte Strömung F3 in zwei Komponenten, die jeweils hin zu dem einen und dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors verlaufen, die entlang der Innenumfangsoberfläche des Zylinders 11 verlaufen, wie durch die langen, offenen Pfeile angedeutet. Die dritte Strömung F3 strömt nicht in die Kavität 163 ein, selbst in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts.
  • Das Bereitstellen der Oberseite des in Form des dreieckigen Dachs erhobenen Kolbens 16 mit der Kavität 163, die sich hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert, bewirkt, dass das Gas bei dem oben beschriebenen Zustand in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts in die Brennkammer 17 einströmt, während der Kraftstoff eingespritzt wird. In diesem Zustand verringert sich die in die Kavität 163 einströmende Gasströmung angrenzend an den vertikalen Wirbelstrom in der Kavität 163 in einem Bereich, der sich näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite befindet. Das durch Einspritzen des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch neigt dazu, sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite auszubreiten, wie durch den Pfeil in 8 angedeutet. Im Ergebnis kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch in diesem Bereich in Kontakt mit der Seitenwand und/oder Bodenwand der Kavität 163 kommen. Mit anderen Worten neigt das Kraftstoff-Luft-Gemisch dazu, sich von der Richtung der Verlagerung an der Ansaugseite in die entgegengesetzte Richtung auszubereiten, wenn sich die Kavität 163 entlang der Antriebswelle des Motors verlagert.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorliegende Offenbarung durch die Entdeckung von Einrichtungen zum Überwinden des obenstehenden des Problems perfektioniert. Konkret verändern die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Formgebung einer Kavität lediglich lokal in einem speziellen Bereich, in dem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch dazu neigt, sich auszubereiten, um zu verhindern, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in Kontakt mit der Wandfläche gelangt.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Aufbau einer Brennkammer für einen Motor mit Direkteinspritzung. Der Aufbau beinhaltet: einen Kolben, der in einen Zylinder eingesetzt ist und eine Kavität besitzt, die durch Aussparen einer Oberfläche des Kolbens gebildet wird, eine Oberfläche eines Zylinderkopfs, die einen Deckenabschnitt der Brennkammer bildet und eine ansaugseitige geneigte Fläche und eine auslassseitige Fläche besitzt, wobei der Deckenabschnitt eingerichtet ist, zusammen mit dem Zylinder und dem Kolben eine pultdachförmige Brennkammer zu bilden, die ansaugseitige geneigte Fläche mit Öffnungen zweier Ansauganschlüsse versehen ist, die Seite an Seite entlang einer Antriebswelle des Motors angeordnet sind, die auslassseitige geneigte Fläche mit einer Öffnung eines Auslassanschlusses versehen ist; und ein Kraftstoffeinspritzventil, das an einer Firstlinie eines Pultdachs angeordnet ist, an der die einlassseitigen und auslassseitigen geneigten Flächen einander schneiden, wobei das Pultdach den Deckenabschnitt des Zylinderkopfs bildet, das Kraftstoffeinspritzventil sich bezüglich einer Bohrung des Zylinders hin zu der Antriebswelle des Motors verlagert, das Kraftstoffeinspritzventil eine Einspritzachse besitzt, die sich entlang einer Achse des Zylinders erstreckt, das Kraftstoffeinspritzventil eingerichtet ist, Kraftstoff durch eine Einspritzspitze desselben in die Kavität einzuspritzen, die der Einspritzspitze zugewandt ist.
  • Die Oberseite des Kolbens besitzt an einer Ansaugseite und einer Auslassseite geneigte Flächen, und wird durch die geneigten Flächen erhöht, um den einlassseitigen und den auslassseitigen geneigten Flächen des Deckenabschnitts zu entsprechen. Die Kavität wird hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert, um der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils zugewandt zu sein, wobei die Kavität durch Aushöhlen von Abschnitten der geneigten Flächen gebildet wird. In einem vertikalen Querschnitt entlang Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich der anderen Seite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils verläuft ist ein Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu einer Wandfläche der Kavität an einem bestimmten Ort länger als ein Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität an einem diametral gegenüberliegenden Ort von dem bestimmten Ort bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils, wo das Innere der Brennkammer um den Ort des Kraftstoffeinspritzventils herum in folgende vier Bereiche unterteilt ist: (1) einen ansaugseitigen Bereich, der sich bezüglich der Firstlinie des Pultdachs an der Ansaugseite und näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet; (2) einen sich auf der anderen Seite, an der Einlassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befindenden Bereich; (3) einen sich an der einen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite bezüglich der Firstlinie des Pultdachs und näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet; und (4) einen sich an der anderen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befindet.
  • Gemäß dieser Konfiguration definieren die ansaugseitigen und auslassseitigen geneigten Flächen des Deckenabschnitts des Zylinderkopfs die pultdachförmige Brennkammer. Die Oberseite des Kolbens ist sozusagen durch die geneigten Flächen an der Ansaugseite und der Auslassseite in der Form eines dreieckigen Daches erhöht, um dem Deckenabschnitt zu entsprechen. Somit ist das geometrische Verdichtungsverhältnis festgelegt, um verhältnismäßig hoch zu sein. Das geometrische Verdichtungsverhältnis kann beispielsweise größer gleich 15 sein. Die Firstlinie des Pultdachs gelangt manchmal durch den Bohrungsmittelpunkt des Zylinders, gelangt jedoch manchmal nicht durch den Bohrungsmittelpunkt.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in die Brennkammer einspritzt, ist an der Firstlinie des den Deckenabschnitt bildenden Pultdachs angeordnet, um bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert zu werden. Diese Anordnung kann wirksam dazu verwendet werden, um das Kraftstoffeinspritzventil und eine Zündkerze, die nahe dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders aneinander angrenzen, zu verlagern. Das Kraftstoffeinspritzventil ist ferner derart angeordnet, dass sich seine Einspritzachse entlang der Achse des Zylinders erstreckt.
  • Die erhöhte Oberseite des Kolbens besitzt eine eingelassene Kavität. Die Kavität wird durch Aushöhlen der Abschnitte der geneigten Flächen gebildet. In der Kavität wird durch den durch das Kraftstoffeinspritzventil eingeleiteten Kraftstoff ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil wird hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert, wo das innere der Brennkammer in vier Bereiche um den Ort des Kraftstoffeinspritzventils unterteilt ist (also den ansaugseitigen Bereich der einen Seite, den ansaugseitigen Bereich der anderen Seite, den auslassseitigen Bereich der einen Seite und den auslassseitigen Bereich der anderen Seite). Die Kavität verlagert sich auch hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors, um dem Kraftstoffeinspritzventil zugewandt zu sein. Der Mittelpunkt zwischen einem Rand der Kavität, der sich entlang der Antriebswelle des Motors erstreckt, und dem anderen Rand der Kavität muss sich nur auf der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils befinden. Weil sich die Kavität verlagert, wird wie obenstehend beschrieben eine Tumble-Strömung abgelenkt. Dies erlaubt es dem Kraftstoff-Luft-Gemisch sich in der Kavität sich auf einfache Weise hin zu dem Umfang der Kavität an dem ansaugseitigen Bereich der anderen Seite gegenüberliegend der Verlagerungsrichtung der Kavität auszubreiten.
  • Um diesem Problem zu begegnen, ist gemäß der obenstehenden Konfiguration bei dem vertikalen Querschnitt entlang einer Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich einer anderen Seite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils verläuft, der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu einer Wandfläche der Kavität an einem bestimmten Ort länger als der Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort zu dem bestimmten Ort bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils. Es sei angemerkt, dass der diametral gegenüberliegende Ort innerhalb des Bereichs der einen Auslassseite liegt.
  • Das Kraftstoff-Luft-Gemisch neigt dazu, sich hin zum Umfang der Kavität in den Bereich der anderen Ansaugseite auszubreiten. Die Wandfläche der Kavität ist jedoch verhältnismäßig weit von der Spitze der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventils entfernt, weshalb die Wahrscheinlichkeit eines irrtümlichen Kontakts zwischen der Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs und der Wandfläche der Kavität verringert ist. Im Ergebnis kann der Kühlverlust verringert werden. In diesem Fall kann der bestimmte Ort in dem Bereich der anderen Ansaugseite ordnungsgemäß bestimmt werden. Optional kann der Abstand von der Spitze des Einspritzventils zu der Wandfläche der Kavität in dem gesamten Ansaugbereich der anderen Seite länger sein als der von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort zu dem bestimmten Ort in dem Bereich des Bereichs der einen Ansaugseite. Ferner kann der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils in einem Abschnitt des Bereichs der anderen Ansaugseite länger sein als der von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort zu dem bestimmten Ort in dem Bereich der anderen Ansaugseite.
  • Der Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität kann in dem gesamten anderen Ansaugbereich der anderen Seite länger sein als von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität in dem Auslassbereich der einen Seite. In diesem Fall ist der bestimmte Ort in dem Bereich der anderen Ansaugseite ein beliebiger Ort in dem Bereich der anderen Ansaugseite. Alternativ kann der Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität in einem Abschnitt des Bereichs der anderen Ansaugseite länger sein als der von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität in dem Bereich der einen Ansaugseite.
  • Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Wandungsoberfläche der Kavität eine Seitenwand und eine Bodenwand der durch eine Aussparung der Oberseite des Kolbens gebildeten Kavität.
  • Die Kavität an dem bestimmten Ort kann derart geformt sein, dass sich eine Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort näher an einem Umfang des Kolbens befindet als die Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  • Dies macht den Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu der Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort in dem Ansaugbereich an der anderen Seite länger als denjenigen von der Einspritzspitze zu der Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort in dem Auslassbereich der anderen Seite. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen der in der Kavität gebildeten Schicht von Kraftstoff-Luft-Gemisch und der Seitenwand der Kavität.
  • Die Seitenwand der Kavität ist ein Abschnitt der Kavität, der von der Grenze zwischen sich und der Oberseite des Kolbens durch die Grenze zwischen sich selbst und der Bodenseite der Kavität reicht und bezüglich der Oberseite des Kolbens und der Unterseite der Kavität einen Winkel definiert. Vergleicht man die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort mit der Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort auf der selben Ebene in dem senkrechten Querschnitt, kann die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort näher am Umfang des Kolbens liegen. Ist beispielsweise der von der Seitenwand der Kavität definierte Winkel an dem bestimmten Ort gleich dem von der Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort definierten Winkel, kann sich die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort näher an dem Umfang des Kolbens liegen. Die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort kann näher an den Umfang des Kolbens gebracht werden, indem man die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort einen Winkel definieren lässt, der sich von der Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort unterscheidet. Alternativ kann die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort näher an den Umfang des Kolbens gebracht werden, während der von der Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort definierte Winkel festgelegt wird, um sich von dem von der Seitenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort definierten Winkel zu unterscheiden.
  • Ein Rand der Öffnung der Kavität an dem bestimmten Ort kann sich näher am Umfang des Kolbens befinden als der Rand der Öffnung der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  • Anders gesagt kann, wenn die Seitenwand der Kavität an dem bestimmten Ort näher an den Umfang des Kolbens gebracht wird, der Rand der Öffnung der Kavität an dem bestimmten Ort ebenfalls näher an den Umfang des Kolbens gebracht werden.
  • Die Kavität an dem bestimmten Ort kann derart geformt sein, dass eine Bodenwand der Kavität an dem bestimmten Ort tiefer ist als die Bodenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  • Dies macht den Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu der Bodenwand der Kavität an dem bestimmten Ort in dem Ansaugbereich an der anderen Seite länger als den von der Einspritzspitze zu der Bodenwand der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort in dem Bereich der einen Auslassseite. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines versehentlichen Kontakts zwischen der in der Kavität gebildeten Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs und der Bodenwand der Kavität.
  • In diesem Fall, wenn ein Vergleich an zwei Orten des vertikalen Querschnitts erfolgt, zu dem die radialen Abstände von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils einander gleich sind, kann sich herausstellen, dass die Bodenwandung der Kavität an dem bestimmten Ort tiefer sein kann als die Bodenwandung der Kavität an dem diametral gegenüberliegenden Ort in der einen Seite des Auslassbereichs.
  • Die obenstehend beschriebenen Formen sind jeweils zumindest derart definiert, dass sich die Formgebung der Wandfläche der Kavität in dem Bereich der anderen Ansaugseite von der Wandoberfläche der Kavität in dem Bereich der einen Ansaugseite unterscheidet. Die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität in dem Bereich der einen Ansaugseite und die Formgebung der Kavität in dem Bereich der anderen Ansaugseite sind nicht spezifisch definiert. Ist beispielsweise nur die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität in dem Bereich der anderen Ansaugseite festgelegt, um sich von der Formgebung der Wandoberfläche in einem der anderen drei Bereiche zu unterscheiden, ist die Gesamtform der Kavität asymmetrisch.
  • Im Gegensatz zu den obenstehend beschriebenen Formgebungen kann die Kavität bezüglich der Firstlinie des Pultdachs symmetrisch sein und besitzt erfindungsgemäß ein ovale, entlang der Antriebswelle des Motors längliche Form. Ein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil zu einem Rand der Kavität nahe an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors ist erfindungsgemäß länger als ein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil zu dem Rand der Kavität näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die ovale Formgebung im weitesten Sinne des Begriffs verwendet. Die wie hierin verwendete ovale Formgebung beinhaltet eine längliche Form, die durch eine gleichmäßig durchgängige Kurve oder eine Kombination von Kurven und Geraden definiert ist, die kein Ende besitzen, sowie eine ovale Formgebung, die einen Ort von Punkten bildet, zu jedem von denen die Summe der Abstände von zwei Fixpunkten in einer Ebene konstant ist.
  • Gemäß der obenstehend beschriebenen Konfiguration besitzt die Kavität eine ovale Formgebung, die bezüglich der Firstlinie des Pultdachs symmetrisch ist, und der Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil zu dem Rand der Kavität, der sich näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befindet, ist länger als derjenige von dem Einspritzventil zu dem Rand der Kavität, der sich näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet. Somit ist der Abstand der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu der Seitenwand der Kavität in zumindest dem Ansaugbereich der anderen Seite länger als der von der Einspritzspitze zu der Seitenwand der Kavität in dem Ansaugbereich der einen Seite. Dies verhindert, dass das in der Kavität gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch in Kontakt mit der Wandoberfläche der Kavität gelangt, wie in der obenstehenden Konfiguration beschrieben.
  • Bei der obenstehend beschriebenen Konfiguration ist der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils zu der Seitenwand der Kavität nicht nur in dem Bereich der anderen Ansaugseite, sondern auch in dem Bereich der anderen Auslassseite länger als von der Einspritzspitze zu der Seitenwand der Kavität in dem Bereich der einen Auslassseite und dem Bereich der einen Ansaugseite. Die somit gebildete Kavität ist derart gebildet, dass die sich hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagerte Kavität, sich hin zu dem andren Ende der Antriebswelle des Motors erstreckt, um dem Ort des Kraftstoffeinspritzventils zugewandt zu sein. Der Mittenpunkt zwischen dem Rand der Kavität, der sich näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet, und dem Rand davon, der sich näher an dem anderen Ende davon befindet, verlagert sich bezüglich des Bohrungsmittelpunkt des Zylinders hin zu dem einen Ende er Antriebswelle des Motors.
  • Indem sich die Kavität hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors erstreckt, wird es einem ausgehöhlten Abschnitt, welcher durch die Kavität der auslassseitigen Oberfläche an der Oberseite des Kolbens gebildet wird, ermöglicht, sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors zu erstrecken. Dies verringert die Ablenkung der obenstehend beschriebenen Tumble-Strömung. Dies verhindert im Wesentlichen, dass sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Kavität, nach außen in den Ansaugbereich der anderen Seite ausbereitet. Die obenstehend beschriebene Konfiguration hilft dabei, zu verhindern, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in Kontakt mit der Wandfläche der Kavität kommt.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Gemäß dem Aufbau der Brennkammer für den Motor mit Direkteinspritzung ist der Motor mit Direkteinspritzung, der ein Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet, das hin zu einem Ende einer Antriebswelle des Motors verlagert wird, derart ausgestaltet, dass eine Wandfläche einer Kavität eines Kolbens, der einen erhöhte Oberseite hat, sich beabstandet von einer Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils an einem bestimmten Ort in einem Ansaugbereich der anderen Seite befindet. Dies kann verhindern, dass eine in der Kavität gebildete Schicht von Kraftstoff-Luft-Gemisch in Kontakt mit der Wandfläche der Kavität gelangt und kann den Kühlverlust selbst dann verhindern, wenn sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine bestimmte Richtung ausbreitet.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration für einen Motor veranschaulicht.
    • [2] 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Konfiguration für eine Brennkammer veranschaulicht, und entlang einer Antriebswelle des Motors aufgenommen wurde.
    • [3] 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Formgebung einer Oberseite eines Kolbens veranschaulicht.
    • [4] 4(a)-4(d) veranschaulichen eine Konfiguration für eine auf einer Oberseite eines Kolbens gebildete Kavität. 4(a) ist eine Draufsicht, 4 (b) ist eine vertikale Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Ansaug-/Auslassrichtung, 4 (c) ist eine vertikale Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Antriebswelle eines Motors, und 4 (d) ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen bestimmten Ort abdeckt und einen zu dem bestimmten Ort diametral gegenüberliegenden Ort.
    • [5] 5(a)-5(d) veranschaulichen eine Konfiguration, für eine auf einer Oberseite eine Kavität gebildete Kavität, die sich von der In 4(a)-4(d) dargestellten Konfiguration unterscheidet. 5(a) ist eine Draufsicht, 5(b) ist eine vertikale Querschnittansicht, aufgenommen entlang einer Ansaug-/Auslassrichtung, 5(c) ist eine vertikale Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Antriebswelle des Motors, und 5(d) ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen bestimmten Ort abdeckt und einen dem bestimmten Ort diametral gegenüberliegenden Ort.
    • [6] 6(a)-6(d) veranschaulichen eine Konfiguration für eine auf einer Oberseite eines Kolbens gebildete Kavität, die sich von den in 4(a)-5(d) unterscheidet. 6(a) ist eine Draufsicht, 6(b) ist eine vertikale Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Ansaug-/Auslassrichtung, 6(c) ist eine vertikale Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer Antriebswelle des Motors, und 6(d) ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen bestimmten Ort abdeckt und einen dem bestimmten Ort diametral gegenüberliegenden Ort.
    • [7] 7 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration für eine auf einer Oberseite eines Kolbens gebildete Kavität veranschaulicht, die sich von den in 4(a)-6(d) dargestellten Konfigurationen unterscheidet.
    • [8] 8 ist eine Draufsicht, die in eine Brennkammer strömendes Gas zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschreiben. Es sei angemerkt, dass die folgende Beschreibung ein Beispiel ist.
  • (Gesamtkonfiguration für einen Motor)
  • 1 veranschaulicht eine Konfiguration für einen Motor 1 gemäß einer Ausführungsform. Obgleich nicht dargestellt ist eine Kurbelwelle 15 des Motors 1 durch ein Getriebe an Antriebsräder gekoppelt. Das Übertragen der Leistung des Motors 1 an die Antriebsräder treibt ein Fahrzeug an. Bei dieser Ausführungsform ist der Kraftstoff für das Fahrzeug 1 Benzin. Der Kraftstoff kann jedoch auch Bioethanol enthaltendes Benzin sein, und kann jedweder Kraftstoff sein, sofern er ein Flüssigkraftstoff ist, der zumindest Benzin enthält.
  • Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderblock 12, und einen an den Zylinderblock 12 montierten Zylinderkopf 13. Im Innern des Zylinderblocks 12 ist eine Vielzahl von Zylindern 11 gebildet. In 1 ist nur einer dieser Zylinder veranschaulicht. Der Motor 1 ist ein Mehrzylindermotor. Obgleich nicht dargestellt, ist in dem Zylinderblock 12 und dem Zylinderkopf 13 ein Wassermantel gebildet, in dem Kühlwasser fließt. Ein Kolben 16 ist gleitend in jeden der Zylinder 11 eingepasst. Der Kolben 16 ist durch eine Pleuelstange 14 mit der Kurbelwelle 15 gekoppelt. Der Kolben 16 definiert zusammen mit dem Zylinder 11 und dem Zylinderkopf 13 eine Brennkammer 17.
  • Bei dieser Ausführungsform besitzt ein Deckenabschnitt 170 der Brennkammer 17 (eine Unterseite des Zylinderkopfs 13) eine ansaugseitige geneigte Fläche 171 und eine auslassseitige geneigte Fläche 172, die in Richtung des Mittelpunkts des Zylinders 11 aufwärts geneigt sind. Die ansaugseitige geneigte Fläche 171 kommuniziert mit der Öffnung 180 eines Ansauganschlusses 18. Die auslassseitige geneigte Fläche 172 kommuniziert mir der Öffnung 190 eines Auslassanschlusses 19. Die Brennkammer 17 ist eine pultdachförmige Brennkammer. Die Firstlinie des Pultdachs verläuft manchmal durch den Bohrungsmittelpunkt des Zylinders 11, manchmal jedoch auch nicht. Eine Oberseite des Kolbens 16 besitzt geneigte Flächen 161 und 162, die nach oben hin zum Mittelpunkt des Zylinders jeweils an der Ansaug- und Auslassseite geneigt sind. Die Oberseite ist derart erhöht, dass die geneigten Flächen 161 und 162 ein dreieckiges Dach bilden. Die geneigte Fläche 161 entspricht der ansaugseitigen geneigten Fläche 172 des Deckenabschnitts 170. Die geneigte Fläche 162 entspricht der auslassseitigen geneigten Fläche 172 des Deckenabschnitts 170. Somit ist das geometrische Verdichtungsverhältnis des Motors 1 festgelegt, groß zu sein, d.h. größer gleich 15. Die Oberseite 160 des Kolbens 16 besitzt eine eingelassene Kavität 163. Die Formgebung der Oberseite 160 des Kolbens 16 wird untenstehend detailliert beschrieben.
  • Obgleich in 1 nur einer der Ansauganschlüsse veranschaulicht ist, sind tatsächlich zwei Ansauganschlüsse 18 für den Zylinderkopf 13 des Zylinders 111 vorgesehen. Die ansaugseitig geneigte Fläche 171 des Zylinderkopfs 13 ist mit Öffnungen 180 der Ansauganschlüsse 18 versehen, die Seite an Seite entlang der Antriebswelle des Motors (also entlang der Kurbelwelle 15) (vgl. 4(a) vorgesehen sind. Die Ansauganschlüsse 18 kommunizieren durch die jeweiligen Öffnungen 180 mit der Brennkammer 17. Die Öffnungen 180 der beiden Ansauganschlüsse 18 sind bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch angeordnet. Obgleich dies in 4 nicht deutlich dargestellt ist, sind die Achsen von Kehlabschnitten der Ansauganschlüsse 18 bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch definiert. Ebenso sind für den Zylinderkopf 13 jedes Zylinders 11 zwei Auslassanschlüsse 19 vorgesehen. Die auslassseitig geneigte Fläche 172 des Zylinderkopfs 13 ist mit den Öffnungen 190 des Auslassanschlüsse 19 versehen, die Seite an Seite entlang der Antriebswelle des Motors angeordnet sind (vgl. 4a)). Die Auslassanschlüsse 19 kommunizieren durch die jeweiligen Öffnungen 190 mit der Brennkammer 17. Die Öffnungen 190 der beiden Auslassanschlüsse 19 sind bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch angeordnet.
  • Die Ansauganschlüsse 18 sind jeweils mit einer Ansaugpassage 181 verbunden. Obgleich nicht dargestellt, ist die Ansaugpassage 181 mit einer Drosselklappe versehen, welche die Strömungsrate von Ansauglauft steuert. Die Auslassanschlüsse 19 sind jeweils mit einer Auslasspassage 191 verbunden. Obgleich nicht dargestellt, ist die Auslasspassage 191 mit einem Abgasreinigungssystem versehen, welches einen oder mehr Katalysatoren besitzt. Der Katalysator enthält einen Drei-Wege-Katalysator.
  • Der Zylinderkopf 13 ist mit Ansaugventilen 21 versehen, die jeweils einen zugehörigen der Ansauganschlüsse 18 von der Brennkammer 17 sperren (oder schließen). Jedes Ansaugventil 21 wird von einem Ansaugventil-Antriebsmechanismus angetrieben. Der Zylinderkopf 13 ist auch mit Auslassventilen 22 versehen, die jeweils einen zugehörigen der Auslassanschlüsse 19 von der Brennkammer 17 sperren (oder schließen). Jedes Auslassventil 22 wird durch einen Auslassventil-Antriebsmechanismus angetrieben. Das Ansaugventil 21 bewegt sich zu vorgegebenen Zeitpunkten hin und her, um den Ansauganschluss 18 zu öffnen und zu schließen. Das Ansaugventil 22 bewegt sich zu vorgegebenen Zeitpunkten hin und her, um den Auslassanschluss 19 zu öffnen und zu schließen Auf diese Weise wird Gas in dem Zylinder 11 ausgetauscht.
  • Obgleich nicht dargestellt, beinhaltet der Ansaugventil-Antriebsmechanismus eine Ansaug-Nockenwelle, die antriebsbereit mit der Kurbelwelle 15 gekoppelt ist. Die Ansaug- Nockenwelle dreht sich synchron mit der sich drehenden Nockenwelle. Bei diesem Beispiel beinhaltet der Ansaugventil-Antriebsmechanismus zumindest einen hydraulischen oder elektrischen variablen Ventilsteuer (VVT-) Mechanismus 23, der in der Lage ist, die Phase der Ansaugnockenwelle innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs zu verändern. Der Ansaugventil-Antriebsmechanismus kann zusätzlich zu dem VVT-Mechanismus 23 einen variablen Ventilhubmechanismus beinhalten, der in der Lage ist den Hubbetrag des Ventils zu verändern. Der variable Ventilhubmechanismus kann ein Kontinuierlich-variabler-Ventilhubmechanismus (CVVL, Continous Variable Valve Lift) sein, der in der Lage ist, den Hubbetrag des Ventils kontinuierlich zu ändern. Obgleich nicht dargestellt, beinhaltet der Auslassventilantriebsmechanismus ebenfalls eine Auslassnockenwelle, die antriebstechnisch mit der Kurbelwelle 15 gekoppelt ist. Die Auslassnockenwelle dreht sich synchron mit der drehenden Kurbelwelle 15. Bei diesem Beispiel beinhaltet der Ansaugventil-Antriebsmechanismus zumindest einen hydraulischen oder elektrischen variablen Ventilsteuer (VVT-) Mechanismus 24. Der Ansaugventil-Antriebsmechanismus kann zusätzlich zu dem VVT-Mechanismus 24 einen variablen Ventilhubmechanismus beinhalten, der in der Lage ist den Hubbetrag des Ventils zu verändern. Der variable Ventilhubmechanismus kann ein CVVL-Mechanismus sein, der in der Lage ist, den Hubbetrag des Ventils kontinuierlich zu ändern.
  • Die Ventilantriebsmechanismen, die das Ansaugventil 21 und das Auslassventils 22 antrieben, können jedweder Art sein. Beispiele von anwendbaren Ventilantriebsmechanismen beinhalten hydraulische und elektromagnetische Antriebsmechanismen.
  • An dem Zylinderkopf 13 ist ein Kraftstoffeinspritzventil angebracht, das Kraftstoff unmittelbar in die Brennkammer 17 einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 ist an der Firstlinie des Pultdachs angeordnet, an der sich die ansaugseitig geneigten und auslassseitig geneigten Flächen 171 und 172 schneiden. Wie in 2 dargestellt ist, verlagert sich das Kraftstoffeinspritzventil 6 bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors. Das eine Ende der Antriebswelle des Motors ist die linke Seite des Blattes, auf dem 2 eingezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform entspricht diese Seite der sogenannten Vorderseite des Motors, also einer dem Getriebe gegenüberliegende Seite des Motors 1. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 besitzt eine sich entlang des Zylinders 11 erstreckende Einspritzachse und eine dem Inneren der Brennkammer 17 zugewandte Einspritzspitze. Die Kavität 163 des Kolbens 16 ist bereitstellt, um dem Kraftstoffeinspritzventil 6 zugewandt zu sein. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 spritzt Kraftstoff in die Kavität 163 ein.
  • Wie nachstehend im Detail beschrieben werden wird, ist das Kraftstoffeinspritzventil 6 derart eingerichtet, dass die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht (brennbar) und eine die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht umgebende wärmeisolierende Gasschicht in der Brennkammer 17 (also in der Kavität 163) gebildet werden, wie als Entwurf in 2 dargestellt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 kann beispielsweise ein sich nach außen öffnendes Kraftstoffeinspritzventils sein. Das sich nach außen öffnende Kraftstoffeinspritzventil kann den Hubbetrag anpassen, um die Partikelgröße des einzuspritzenden Kraftstoffsprühnebels anzupassen. Wie in Patentdokument 2 (Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2015-012004) offenbart, können vorteilhaft die Eigenschaften des sich nach außen öffnenden Kraftstoffeinspritzventils genutzt werden, um den Mehrstufigen Einspritz-basierten Modus von Kraftstoffeinspritzung angemessen zu steuern, dadurch die Schwaden des Kraftstoffsprühnebels in der Fortbewegungsrichtung desselben und die Ausbreitung des Kraftstoffsprühnebels entlang der Einspritzachse anpassend. Wird Kraftstoff zu einem Zeitpunkt eingespritzt, an dem sich der Kolben am oberen Verdichtungstotpunkt befindet, kann die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht in einem Zentralabschnitt der Kavität 163 gebildet werden und es kann eine wärmeisolierende Gasschicht gebildet werden, um die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs zu umgeben. Wenn nicht nur das sich nach außen öffnende Kraftstoffeinspritzventil, sondern auch ein Injektor vom Sitzlochdüsen-Typ (eng: VCO nozzle, Valve Covered Orifice Nozzle) den Grad der Kavitation an einem Düsenanschluss einstellt, kann die Partikelgröße des einzuspritzenden Kraftstoffsprühnebels durch Ändern einer effektiven Querschnittsfläche des Düsenlochs verändert werden. Es ist ersichtlich, dass genau wie das sich nach außen öffnende Kraftstoffeinspritzventil, der VCO-Düseninjektor ebenfalls die Schwaden des Kraftstoffsprühnebels in der Fortbewegungsrichtung davon anpasst und die Verteilung des Kraftstoffsprühnebels entlang der Einspritzachse zum Zeitpunkt, an dem sich der Kolben am oberen Verdichtungstotpunkt befindet, das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zentralabschnitt der Kavität 163 gebildet werden kann und die wärmeisolierende Gasschicht gebildet werden kann, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu umgeben.
  • Ferner kann, wenn der mit einer Heizvorrichtung auf eine vorgegebene Temperatur erhitzte Kraftstoff in die Brennkammer 17 eingespritzt wird, um in einen superkritischen Zustand versetzt zu werden, die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht in dem Zentralabschnitt der Kavität 163 gebildet werden und die wärmeisolierende Gasschicht kann gebildet werden, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu umgeben. Bei diesem Verfahren verringert die unmittelbare Verdampfung des in die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffs das Eindringen des Kraftstoffsprühnebels in einen Abschnitt der Kavität 163 nahe dem in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzventil 6. Es sei angemerkt, dass das Kraftstoffeinspritzventil beispielsweise als Mehrloch-Einspritzventil mit einer Vielzahl von Düsenlöchern und einem Erhitzer eingerichtet, der den Kraftstoff erhitzt. Das Kraftstoffeinspritzventil kann auch eine andere Ausgestaltung haben. Eine Konfiguration für ein derartiges Einspritzventil ist bekannt, und wird nun genauer beschrieben.
  • Eine Zündkerze 7 ist in den Zylinderkopf 13 eingepasst. Wie in 2 dargestellt ist die Zündkerze 7 an der Firstlinie des Pultdachs angeordnet, um bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu einem Ende der Antriebswelle des Motors verlagert zu werden (also hin zu dem hinteren Ende des Motors). Die Zündkerze 7 ist hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 6 bezüglich der Achse des Zylinders 11 geneigt. Somit sind das Kraftstoffeinspritzventil 6 und die Zündkerze 7 nahe beieinander nahe dem Bohrungsmittelpunkt des Zylinders 11 angeordnet.
  • Wie obenstehend beschrieben ist das geometrische Verdichtungsverhältnis 1 festgelegt, um größer gleich 15 zu sein. Das geometrische Verdichtungsverhältnis kann kleiner gleich 40 sein und ist geeigneterweise größer gleich 20 und kleiner gleich 35. Bei dem Motor 1 steigt, sobald sein Verdichtungsverhältnis ansteigt, sein Ausdehnungsverhältnis an. Somit besitzt der Motor 1 ein hohes Verdichtungsverhältnis und gleichzeitig ein verhältnismäßig hohes Ausdehnungsverhältnis. Der Motor 1 ist grundsätzlich eingerichtet, den in den Zylinder 11 eingespritzten Kraftstoff durch Verdichtungszündung im gesamten Betriebsspektrum zu zünden. Das hohe geometrische Verdichtungsverhältnis stabilisiert die Verdichtungszündungsverbrennung.
  • Die Brennkammer 17 wird definiert durch die Innenumfangsoberfläche des Zylinders 11, die Oberseite des Kolbens 160 die Unterseite des Zylinderkopfs 13 (den Deckenabschnitt 170) und die Ventilkopfoberflächen der Ansaugventile 21 und des Auslassventils 22. Hitzeschildschichten sind jeweils an den obenstehend-erwähnten Elementen versehen, die Oberflächen definieren um den Kühlverlust zu senken. Dies isoliert die Brennkammer 17 gegen Hitze. Die Hitzeschildschichten können an allen oder nur an manchen dieser definierenden Oberflächen vorgesehen sein. Ferner können die Hitzeschildschichten auch an den Wandflächen der Ansauganschlüsse 18 und dem Auslassanschluss 19 nahe den Öffnungen an dem Deckenabschnitt 170 der Brennkammer 17 vorgesehen sein, obgleich derartige Wandoberflächen nicht die Wandoberflächen bzw. Wandflächen sind, die unmittelbar die Brennkammer 17 definieren.
  • Diese Hitzeschildschichten sind ausgelegt, eine geringere Wärmeleitfähigkeit zu besitzen als Metallglieder des Sockels, welche die Brennkammer 17 bilden, um im Wesentlichen zu verhindern, dass die Wärme des Verbrennungsgases in der Brennkammer 17 durch die definierenden Oberflächen abgelenkt wird.
  • Die Hitzeschildschichten besitzen vorteilhafterweise geringere volumetrische Spezifikationen als die Sockelglieder, um den Kühlverlust zu senken. Insbesondere ist es empfehlenswert, die Wärmekapazität der Hitzeschildschichten zu verringern, so dass die Temperatur der die Brennkammer 17 definierenden Oberflächen gemäß der Veränderung der Gastemperatur in der Brennkammer 17 variiert.
  • Die Hitzeschildschichten können durch Beschichten eines Sockelglieds mit einem keramischen Material, wie etwa ZrO2, durch Plasmasprühbeschichten gebildet werden. Das keramische Material kann eine hohe Anzahl Poren besitzen. Dies kann die Wärmeleitfähigkeit und die volumenspezifische Hitze der Hitzeschildschichten weiter verringern.
  • Bei dieser Ausführungsform können zusätzlich zu dem oben-beschriebenen Hitzeschildaufbau in der Brennkammer 17 die wärmeisolierenden Schichten (zum Beispiels Gasschichten), die in dem Zylinder gebildet werden (d.h. in der Brennkammer 17), den Kühlverlust deutlich verringern.
  • Insbesondere spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 6 im und nach dem Verdichtungstakt Kraftstoff durch die Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils 6 in die Kavität 163 ein. Somit werden wie beabsichtigt mehrere Schichten gebildet. Insbesondere wird, wie in 2 dargestellt, die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in dem Zentralabschnitt der Kavität 163 nahe dem Kraftstoffeinspritzventil 6 gebildet und die Frischluft enthaltende Gasschicht wird gebildet, um die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht zu umgeben. Die Gasschicht kann im Wesentlichen aus Frischluft bestehen oder kann zusätzlich zur Frischluft eine gewisse Menge Verbrennungsgas (AGR-Gas) enthalten. Das Beimischen einer kleinen Menge Kraftstoff in die Gasschicht würde keinerlei Probleme verursachen. Die Gasschicht muss lediglich magerer sein als die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs, um als eine wärmeisolierende Schicht fungieren zu können.
  • Wird Kraftstoff durch Verdichtungszündung mit der Gasschicht und der wie obenstehend gebildeten Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht gebildet, hindert die Gasschicht zwischen der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht und der Endfläche des Zylinders 11 die Flammen der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht daran, die Wandfläche des Zylinders 11 zu erreichen. Ferner dient die Gasschicht selbst als eine wärmeisolierende Schicht, und verhindert somit, dass Hitze von den Wandoberflächen der Brennkammer 17 abgelenkt wird. Im Ergebnis, verringert sich der Kühlverlust deutlich.
  • Lediglich den Kühlverlust zu verringern trägt nicht weitläufig zur Verbesserung der angegebenen Wärmeeffizienz bei, da der verringerte Kühlverlust in den Auslassverlust gewandelt wird. Der Motor 1 wandelt jedoch aufgrund eines Anstiegs des Expansionsverhältnisses die Energie des Verbrennungsgases entsprechend dem verringerten Kühlverlust wirksam in mechanische Arbeit um. Das bedeutet, der Motor 1 verbessert die angegebene Wärmeeffizienz durch den Einsatz des Aufbaus, der sowohl den Kühlverlust als auch den Auslassverlust verringert.
  • Um in der Brennkammer 17 eine derartige Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht und eine derartige Gasschicht zu bilden, ist die Strömungsstärke in der Brennkammer 17 vorteilhaft zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung gering. Somit bilden die eine gerade Form besitzenden Ansauganschlüsse keine Verwirbelungen in der Brennkammer 17, oder erschweren die Bildung einer Verwirbelung, und sind ausgestaltet, die Intensität der Tumble-Strömung zu minimieren.
  • Als nächstes wird die Oberseite des Kolbens, der die Brennkammer bildet, detaillierter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Formgebung der Oberseite des Kolbens 16 veranschaulicht. Die nahe rechte Seite des Blattes, auf dem 3 eingezeichnet ist, ist eine Ansaugseite, die weit links liegende Seite davon ist eine Auslassseite, die nahe linke Seite davon ist ein Ende der Antriebswelle des Motors (also die Vorderendseite des Motors), und die weit rechtsliegende Seite davon ist das andere Ende der Antriebswelle des Motors (also das rückwärtige Ende des Motors).
  • Wie obenstehend beschrieben besitzt die Oberseite 160 des Kolbens 16 die ansaugseitig und auslassseitig geneigten Flächen 161 und 162, die aufwärts hin zur Mitte des Kolbens 16 geneigt sind. Somit bildet die Oberseite des Kolbens 16 die Form eines dreieckigen Daches, welches sich schrittweise von jeder seiner Seiten hin zu seinem Zentralabschnitt erhöht, wenn der Kolben 16 von dem einen Ende der Antriebswelle des Motors betrachtet wird. Die ansaugseitig geneigten und auslassseitig geneigten Flächen 161 und 162 besitzen jeweils eine Ventilaussparung. Unter diesen Oberflächen besitzt die ansaugseitig geneigte Fläche 161 einen Abschnitt, der dem Bereich zwischen Ventilköpfen der beiden entlang der Antriebswelle des Motors nebeneinander angeordneten Ansaugventile 21 zugewandt ist, und der zusammen mit der Ventilaussparung ausgehöhlt ist. Die ansaugseitig geneigte Fläche 161 besitzt die Ventilaussparung, bildet jedoch eine im Wesentlichen flache Oberfläche. Hingegen besitzt die auslassseitig geneigte Fläche 162 einen Abschnitt, der dem Bereich zwischen den Ventilköpfen der beiden Seite an Seite entlang der Antriebswelle des Motors angeordneten Auslassventilen 22 zugewandt ist und der intakt bleibt, ohne ausgehöhlt zu werden. Dieser Abschnitt fungiert als ein Brennbereich 164, in dem ein Brennstrom von der Auslassseite hin zur Mitte der Brennkammer 17 erzeugt wird, wenn der Kolben 16 einen Punkt nahe seinem oberen Totpunkt erreicht.
  • Wie ebenfalls in 2 dargestellt ist, sind beide seitlichen Endabschnitte der Oberseite 160 des Kolbens 16 entlang der Antriebswelle des Motors, die sich nahe der Firstlinie der Oberseite befinden, derart gekrümmt, dass der Kolbendurchmesser hin zur Oberseite 160 abnimmt. Diese gekrümmte Formgebung entspricht der Formgebung des gekrümmten Deckenabschnitts 170 des Zylinderkopfs 13. Dies hilft dabei, das geometrische Verdichtungsverhältnis des Kolbens 16 wirksam zu erhöhen.
  • Wie obenstehend beschrieben besitzt die Oberseite 160 des Kolbens 16 die eingelassene Kavität 163. Wie in 2 dargestellt nimmt der Durchmesser der Kavität 163 schrittweise von dem Rand der Öffnung der Kavität hin zum Boden davon. Die Kavität 163 besitzt eine Seitenwand 1631, die mit der Oberseite des Kolbens 16 zusammenhängend ist, und eine Bodenwand 1632, die mit der Seitenwand 1631 zusammenhängend ist. Wie in 2 in einem vertikalen Querschnitt dargestellt ist, der durch den Mittelpunkt des Kolbens 16 verläuft, besitzt die Kavität 163 eine wannenartige Formgebung. Die Seitenwand 1631 besitzt von der Oberseite 160 des Kobens 16 und der Bodenseite 1632 einen unterschiedlichen Winkel. Ein Teil des Kolbens 16 zwischen der Oberseite 160 du der Seitenwand 1631 und ein Abschnitt des Kolbens 16 zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 sind beide abgerundete Abschnitte, die einen Krümmungsradius besitzen.
  • Bei der folgenden Beschreibung soll der abgerundete Abschnitt zwischen der Oberseite 160 des Kolbens 16 und der Seitenwand 1631 in der Oberseite 160 des Kolbens 16 beinhaltet sein, und der Bereich, in dem der abgerundete Abschnitt und die Seitenwand 1631 miteinander in Kontakt stehen, ist somit als Grenze zwischen der Oberseite 160 und der Seitenwand 1631 definiert. Diese Grenze bildet den Öffnungsrand der Kavität 163. Andererseits soll der abgerundete Abschnitt zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 in der Seitenwand 1631 beinhaltet sein, und der Bereich, in dem der abgerundete Abschnitt und die Bodenwand 1632 miteinander in Kontakt sind, ist als Grenze zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 definiert. Es sei angemerkt, dass die Grenze zwischen der Oberseite 160 und der Seitenwand 1631 und die Grenze zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 auch jeweils unterschiedlich definiert sein können. Beispielsweise kann der abgerundete Abschnitt zwischen der Oberseite 160 und der Seitenwand 1631 auch in der Seitenwand 1631 beinhaltet sein, und der Bereich, in dem die Oberseite 160 und der abgerundete Abschnitt miteinander in Kontakt sind, kann somit als die Grenze zwischen der Oberseite 160 und der Seitenwand 1631 definiert sein. Die Mittellinie des abgerundeten Abschnitts kann auch als die Grenze zwischen der Oberseite 160 und der Seitenwand 1631 definiert sein. Der abgerundete Abschnitt zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 kann gleichermaßen auch in der Bodenwand 1632 beinhaltet sein, und der Bereich, in dem der abgerundete Abschnitt und die Seitenwand 1631 miteinander in Kontakt stehen, kann als Grenze zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 definiert sein. Alternativ kann die Mittellinie zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 als Grenze zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 definiert sein. Alle Merkmale der Formgebung der Kavität in der folgenden Beschreibung können unabhängig davon zutreffen, wie die Oberseite 160, die Seitenwand 1631 und die Bodenwand 1632 definiert sind.
  • Wie in 3 dargestellt besitzt die Kavität 163 einen im Wesentlichen ovalen Öffnungsrand. Der Begriff „oval“ wird in der vorliegenden Schrift in weitem Sinn des Begriffs verwendet. Wie in den 2 und 4 dargestellt ist die Kavität 163 derart vorgesehen, dass ihr Mittelpunkt (insbesondere zwischen dem Mittelpunkt eines breitesten Abschnitts der Kavität 1563 zwischen jeweiligen Enden davon an der Ansaug- und der Auslassseite und dem Mittelpunkt zwischen jeweiligen Enden davon definiert ist, die sich näher an dem einen und dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befinden) mit der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 zusammenfällt. Die hilft dabei, die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs effektiv, wie obenstehend beschrieben, in dem mittleren Abschnitt der Kavität 163 zu bilden. Da die Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert wird, wird die Kavität 163 von der Oberseite 160 des Kolbens 16 betrachtet ebenfalls bezüglich des Mittelpunktes des Kolbens 16 verlagert.
  • Da die Kavität 163 an der Oberseite 160 des Kolbens 16 gebildet ist, der in der Form eines dreieckigen Dachs erhöht ist, sind ein Abschnitt der ansaugseitig geneigten Fläche 161 und ein Abschnitt der auslassseitig geneigten Fläche 162 beide ausgehöhlt, um die Kavität 163 zu bilden, wie auch in 3 erkennbar. Da sich die Kavität 163 verlagert, sind die ausgehöhlten Abschnitte des ansaugseitig und der auslassseitig geneigten Flächen 161 und 162 nicht bezüglichem des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 symmetrisch, werden jedoch ebenfalls hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert, wie in 2 dargestellt ist. Da die Kavität 163 hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert wird, bleibt einer der Abschnitte der Firstlinie der Oberseite 160 des Kolbens 16, an beiden Seiten der Kavität 163, die sich näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet, intakt und ist verhältnismäßig kurz, und der andere Abschnitt der Firstlinie, der sich näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befindet, ist verhältnismäßig lang.
  • Wie obenstehend beschrieben ist der Motor 1 derart definiert, dass der Gasfluss in die Brennkammer 17 abgeschwächt wird. In der Brennkammer 17 kann jedoch eine schwache Tumble-Strömung erzeugt werden. Da die Oberseite 160 des in Form eines dreieckigen Daches erhöhten Kolbens 16 die im Wesentlichen ovale Kavität 163 besitzt, die hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors verlagert wird, tendiert eine Tumble-Strömung dazu, hin zu der Kavität 163 gelenkt zu werden, die bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11, wie unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, verlagert wird. Wie durch den fetten, gestrichelten Pfeil in 4(a) angedeutet, wird die Tumble-Strömung von dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Auslassseite hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite abgelenkt.
  • Aufgrund der Ablenkung der Tumble-Strömung, neigt die in der Kavität 163 durch das durch den durch das Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespritzten Kraftstoff gebildete Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs dazu, sich hin zu dem andern Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite auszubreiten, wie durch den durchgezogenen Pfeil in 4(a) angedeutet. Dies erhöht das Risiko, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in Kontakt mit der Wandoberfläche der Kavität 163 kommt. Um dieses Risiko zu vermeiden, hindert das Modifizieren der Formgebung der Kavität 163, die an dem Kolben 16 des Motors 1 gebildet ist, die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs daran, in Kontakt mit der Wandoberfläche der Kavität 163 zu kommen.
  • Wie in 4(a) dargestellt ist das Innere der Brennkammer 17 um den Ort des Kraftstoffeinspritzventils 6 in die vier Bereiche: (1) einen ansaugseitigen Bereich, der sich bezüglich der Firstlinie an der Ansaugseite des Pultdachs und näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors (dem unteren rechten Bereich, der teilweise in Abschnitt (a) aus 4 dargestellt ist) befindet; (2) einen sich an der anderen Ansaugseite, die sich an der Einlassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (dem oberen rechten Bereich, der teilweise in Abschnitt (a) aus 4 dargestellt ist) des Motors befindet, befindenden Bereich, (3) einen sich an der einen Einlassseite befindenden Bereich (dem unteren linken Bereich, der teilweise in Abschnitt (a) aus 4 dargestellt ist), der sich an der Auslassseite bezüglich der Firstlinie des Pultdachs näher an dem einen Ende der Antriebswelle des Motors befindet; und (4) einen sich an der anderen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors (dem unteren linken Bereich, der in Abschnitt (a) aus 4 dargestellt ist) befindet, unterteilt. Bei dem vertikalen Querschnitt, der entlang der Ebene aufgenommen ist, die durch einen bestimmten Ort an dem Bereich der anderen Ansaugseite verläuft, und dem Ort des Kraftstoffeinspritzventils 6 (vgl. 4 (d)) ist der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils 6 der Wandoberfläche der Kavität 163 an dem bestimmten Ort (dem an der oberen rechten Seite in 4d)) festgelegt um länger zu sein als der Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandoberfläche der Kavität 163 an dem diametral gegenüberliegenden Ort zu dem bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils 6 bestimmten Ort (der Wandoberfläche, die an der unteren linken Seite in 4(d) dargestellt ist). Ein Segment der durchgezogenen Linie, die an der rechten Oberseite des Blattes dargestellt ist, auf dem 4 (d) eingezeichnet ist, deutet die Seitenwand 1631 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort an, und die darauf dargestellte, gestrichelte Linie deutet die Seitenwand 1632 der Kavität 163 an dem diametral gegenüberliegenden Ort an. Anders gesagt entspricht die gestrichelte Linie einem Spiegelbild der Seitenwand 1631, die an der linken unteren Seite des Blattes dargestellt ist, auf dem 4(d) eingezeichnet ist. Wie in 4(d) ist die Begrenzung der Seitenwand 1631 der Kavität 163 bezüglich ihrer Bodenwand 1632 im gleichen Abstand von der Einspritzachse sowohl an dem bestimmten und den diametral gegenüberliegenden Ort definiert. Die Seitenwand 1631 der Kavität 163, die den abgerundeten Abschnitt beinhaltet, ist jedoch ausgestaltet, an dem bestimmten Ort stärker abwärts (also einen kleineren Winkel bezüglich der horizontalen Ebene einzuschließen) geneigt zu sein als an dem diametral gegenüberliegenden Ort. Im Ergebnis befindet sich die Seitenwand 1631 an dem bestimmten Ort näher am Umfang des Kolbens 16. Somit ist der Öffnungsrand der Kavität 163 an dem bestimmten Ort näher an dem Umfang des Kolbens 16, als es der Öffnungsrand an dem diametral gegenüberliegenden Ort ist. Im Ergebnis ist, wie in 4(a) dargestellt, der Öffnungsrand der Kavität 163 bezüglich der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 nicht symmetrisch, und die Kavität 163 ist derart eingerichtet, dass ein Abschnitt ihres Öffnungsrands in dem Bereich der anderen Ansaugseite sich hin zu dem Umfang des Kolbens 16 wölbt.
  • Das wie obenstehend beschriebene Vergrößern des Abstands zwischen der Seitenwand 1631 der Kavität 163 und der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils 6 in dem Bereich der anderen Ansaugseite verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht in Kontakt mit der Wandoberfläche der Kavität 163 gelangt und verringert den Kühlverlust selbst dann, wenn sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite ausbreitet. Es sei angemerkt, dass der Unterschied beim Abstand von der Kraftstoffeinspritzachse zu der Seitenwand 1631 der Kavität 163 zwischen dem besonderen und dem diametral gegenüberliegenden Ort auf geeignete Weise eingestellt werden kann.
  • Bei dieser Ausführungsform befindet sich in der in 4 dargestellten, beispielhaften Konfiguration, ein Abschnitt der Seitenwand der Kavität 163 in dem gesamten Bereich der anderen Ansaugseite näher an dem Umfang des Kolbens 16, wie aus 4(a) deutlich wird. Anders als bei dieser Konfiguration, kann sich der Abschnitt der Seitenwand der Kavität 163, in dem Bereich der anderen Ansaugseite teilweise näher an dem Umfang des Kolbens 16 befinden, obgleich dies nicht dargestellt ist. Diese Konfiguration minimiert das Volumen der Kavität 163 und hilft wirksam dabei, ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis aufrechtzuerhalten. Ferne kann sich, wie in dem Bereich der anderen Ansaugseite, die Seitenwand 1631 der Kavität 163 in einem Abschnitt oder Abschnitten des Bereichs der einen Ansaugseite und /oder des Bereichs der anderen Auslassseite (unmittelbar) benachbart des Bereichs der anderen Ansaugseite ebenfalls näher am Umfang des Kolbens 16 befinden. Das bedeutet sozusagen, dass der Bereich, in dem sich die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität 163 verändert, ausgeweitet werden kann um nicht nur den Bereich der anderen Ansaugseite, sondern auch den Abschnitt/die Abschnitte des Bereichs der eine Ansaugseite und/oder anderen Auslassseite zu beinhalten.
  • Alternativ kann, obgleich nicht dargestellt, der Winkel der Seitenwand 1631 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort festgelegt sein, um gleich dem der Seitenwand 1631 der Kavität 163 an dem diametral gegenüberliegenden Ort zu sein, und die Seitenwand 1631 der Kavität 163 an dem besonderen Ort kann sich näher am Umfang des Kolbens 16 befinden. Bei dieser Konfiguration befinden sich sowohl die Begrenzung zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 als auch der Rand der Öffnung an dem besonderen Ort näher an dem Umfang des Kolbens.
  • Ferner kann obgleich nicht dargestellt, die Seitenwand 1631 an dem besonderen Ort beispielsweise ausgestaltet sein, steiler anzusteigen, ohne den Ort der Rand der Öffnung der Kavität 163 zu verändern (d.h. um beispielsweise bezüglich der horizontalen Ebene einen größeren Winkel einzuschließen), derart, dass die Seitenwand 1631 an dem bestimmten Ort sich näher am Umfang des Kolbens 16 befindet. Bei dieser Konfiguration, ist die Grenze zwischen der Seitenwand 1631 und der Bodenwand 1632 an dem besonderen Ort näher am Umfang des Kolbens.
  • 5 veranschaulicht eine Konfiguration, die sich von der in 4 dargestellten unterscheidet. Bei der in 5 dargestellten, beispielhaften Konfiguration, ist der Ort einer Bodenwand 1632 einer Kavität 163 verändert. Insbesondere wird die Bodenwand 1632 der Kavität 163 an einem bestimmten Ort in einem Bereich der anderen Ansaugseite durch einen Abschnitt der durchgezogenen Linie an der oberen rechten Seite des Blattes angedeutet, auf dem 5(d) eingezeichnet ist. Die gestrichelte Linie entspricht einem Spiegelbild der Bodenwand 1632 an einem diametral gegenüberliegenden Ort, der an der linken untern Seite des Blattes dargestellt ist, auf dem 5 (d) eingezeichnet ist. Die Bodenwand 1632 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort ist ausgestaltet, um tiefer zu sein als die (Kavität) an dem diametral gegenüberliegenden Ort. Somit ist in einem vertikalen Querschnitt entlang einer Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich auf der anderen Seite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils 6 verläuft, der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils 6 zu einer Wandfläche der Kavität 163 an einem bestimmten Ort länger als ein Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität 163 an einem diametral gegenüberliegenden Ort. Im Ergebnis, obwohl die in der Kavität 163 gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht dazu neigt, sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite auszubreiten, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in Kontakt mit der Bodenwand 1632 der Kavität 1623 kommt, geringer. Dies verringert den Kühlverlust.
  • Bei dieser Konfiguration, wird anders als bei der in 4 dargestellten beispielhaften Konfiguration, der Ort des Rands der Öffnung der Kavität 163 selbst in dem Bereich der anderen Ansaugseite nicht verändert. Somit ist wie in 5a dargestellt, die Formgebung des Rands der Öffnung der Kavität 163 bezüglich der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils 6 symmetrisch.
  • Es sei angemerkt, dass der Unterschied der Tiefe der Bodenwand 1632 der Kavität 163 zwischen dem besonderen und dem diametral gegenüberliegenden Ort angemessen angepasst werden kann.
  • Die Bodenwand 1632 der Kavität 163 kann in dem gesamten Bereich der anderen Ansaugseite verhältnismäßig tief sein. Die Bodenwand der Kavität 163 kann jedoch in nur einem Teil des Bereichs der anderen Ansaugseite verhältnismäßig tief sein. Ferner kann wie bei dem Bereich der anderen Ansaugseite, die Bodenwand 1632 der Kavität 163 in einem Abschnitt oder Abschnitten des Bereichs der anderen Ansaugseite und/oder Bereichs der anderen Auslassseite (unmittelbar) angrenzend an den Bereich der anderen Ansaugseite verhältnismäßig tief sein. Insbesondere kann der Bereich, in dem sich die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität 163 verändert, ausgeweitet werden, um nicht nur den Bereich der anderen Ansaugseite, sondern auch den Abschnitt/die Abschnitte des Bereichs der eine Ansaugseite und/oder anderen Auslassseite zu beinhalten.
  • 6 veranschaulicht eine Kombination der beispielhaften Konfiguration, bei der sich die Seitenwand 1631 der Kavität 163 näher an dem Umfang des Kolbens befindet und die beispielhafte Konfiguration, bei der die Bodenwand 1632 der Kavität 163 vertieft ist. Dies bedeutet, dass sich bei der in 6 dargestellten beispielhaften Konfiguration der Ort einer Seitenwand 1631 und einer Bodenwand 1632 einer Kavität 163 an einem bestimmten Ort in einem Bereich der anderen Ansaugseite jeweils verschieden sind von denen an einem diametral gegenüberliegenden Ort in einem Bereich der einen Ansaugseite. Insbesondere sind die Seitenwand 1631 und die Bodenwand 1632 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort in dem Bereich der anderen Ansaugseite angedeutet durch die durchgezogene Linie an der rechten oberen Seite des Blattes, auf dem 6(d) eingezeichnet ist. Die gestrichelte Line entspricht einem Spiegelbild der Seitenwand 1631 und einer Bodenwand 1632 der Kavität, die an der linken, unteren Seite des Blattes dargestellt ist, auf dem 6(d) eingezeichnet ist. Die Seitenwand 1631 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort befindet sich näher an dem Umfang des Kolbens 16 und die Bodenwand 1632 der Kavität 163 an dem bestimmten Ort ist ausgestaltet, zum tiefer zu sein als die Bodenwand 1632 an dem diametral gegenüberliegenden Ort. Somit ist in einem vertikalen Querschnitt entlang einer Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich auf der Gegenseite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils 6 (vgl. 6d) verläuft, der Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils 6 zu einer Wandfläche der Kavität 163 an einem bestimmten Ort länger als ein Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität 163 an dem diametral gegenüberliegenden Ort. Im Ergebnis, obwohl die in der Kavität 163 gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch-Schicht dazu neigt, sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors an der Ansaugseite auszubreiten, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs in Kontakt mit der Bodenwand 1632 der Kavität 163 kommt, geringer. Dies verringert den Kühlverlust.
  • Es sei angemerkt, dass in der in 6 dargestellten Konfiguration, sich der Rand der Öffnung der Kavität 163 hin zum Umfang des Kolbens 16 in dem Bereich der anderen Ansaugseite wölbt, wie in der beispielhaften Konfiguration, die in 4 dargestellt ist.
  • In jeder der beispielhaften, in den 4(a)-6(d) dargestellten Konfigurationen ist die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität 163 nur in dem Bereich der des Ansaugbereich der anderen Ansaugseite von der in einem der anderen Bereiche verschieden. Anders als diese beispielhaften Konfigurationen unterscheidet sich in der in 7 dargestellten beispielhaften Konfiguration die Formgebung der Wandoberfläche der Kavität 163 in dem Bereich der anderen Auslassseite und dem Bereich der anderen Ansaugseite von der (Konfiguration) in dem Bereich der einen Ansaugseite und dem Bereich der einen Auslassseite.
  • Insbesondere besitzt die in 7 dargestellte Kavität eine im Wesentlichen ovale Formgebung, die bezüglich einer Firstlinie eines pultdachförmigen Dachs, an dem das Kraftstoffeinspritzventil 6 angeordnet ist, symmetrisch. Indessen ist die im Wesentlichen ovale Kavität 163 derart gebildet, dass ein zwischen dem Abstand vom den Kraftstoffeinspritzventil 6 zu dem Rand der Kavität, die sich näher an dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befindet, erfolgter Vergleich aufzeigt, dass der Abstand zu dem Rand, der sich näher an dem anderen Ende befindet, länger ist als der Abstand, der sich näher an dem einen Ende befindet. Mit anderen Worten ist die im Wesentlichen ovale Kavität derart geformt, dass ihr breitester Abschnitt (also ihr Abschnitt, beinhaltend den Ort des Kraftstoffeinspritzventils 6) sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors aufweitet. Jedoch wird der Mittelpunkt zwischen den beiden Rändern der Kavität 163, die sich jeweils näher an dem einen und dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors befinden, ebenfalls bezüglich des Bohrungsmittelpunkts des Zylinders 11 hin zu dem einen Ende der Antriebswelle des Motors 1 verlagert.
  • Bei dieser Konfiguration der Kavität befindet sich die Seitenwand 1631 der Kavität in dem Ansaugbereich der anderen Seite näher an dem Umfang des Kolbens 16 als es die durch die gestrichelte Linie in 7 angedeutete Formgebung (entsprechend einem Spiegelbild des Rands der Öffnung der Kavität an dem Ansaugbereich der anderen Seite und dem Auslassbereich der einen Seite) ist. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs wie obenstehend beschrieben in Kontakt mit der Seitenwand 1631 der Kavität 163 kommt, selbst wenn sich die Schicht des Kraftstoff-Luft-Gemischs von dem Einspritzventil 6 hin zu dem Ansaugbereich der anderen Seite ausbreitet.
  • In der beispielhaften, in 7 dargestellten Konfiguration befindet sich die Seitenwand 131 der Kavität 163 in dem Bereich der an der Ansaugseite ebenfalls näher an dem Umfang des Kolbens 16 als das Spiegelbild, das durch die gestrichelte Line angedeutet ist. Dies entspricht einer Situation, bei der ein Abschnitt der geneigten auslassseitigen Oberfläche 162 der Oberseite 160 des Kolbens 16, der ausgehöhlt wird, um die Kavität 163 zu bilden, sich hin zu dem anderen Ende der Antriebswelle des Motors auszudehnen. Dies bedeutet sozusagen, dass sich der ausgehöhlte Abschnitt nicht in Richtung des einen Endes der Antriebswelle des Motors befindet. Dies verringert eine Ablenkung einer Tumble-Strömung in der in 7 dargestellten beispielhaften Konfiguration, wie durch den gestrichelten Pfeil in 7 dargestellt ist. Die verhindert im Wesentlichen, dass sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch von dem Kraftstoffeinspritzventil 6 hin zu dem Ansaugbereich der anderen Seite ausbreitet. Somit verringert die in 7 dargestellte Konfiguration ebenfalls wirksam die Wahrscheinlichkeit, dass das in der Kavität 163 gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch mit der Wandoberfläche der Kavität 163 in Kontakt gelangt.
  • In jeder der beispielhaften, in den 4(a)-6(d) dargestellten Konfigurationen, kann die Formgebung eines Abschnitts der Wandoberfläche der Kavität 163 in dem Ansaugbereich der anderen Seite modifiziert werden, um einem Abschnitt der Wandfläche der Kavität 163 in dem Ansaugbereich der anderen Seite zu entsprechen, so dass die Wandfläche der Kavität 163 bezüglich der Firstlinie des Pultdachs symmetrisch ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    11
    Zylinder
    13
    Zylinderkopf
    15
    Kurbelwelle (Antriebswelle des Motors)
    16
    Kolben
    163
    Kavität
    1631
    Seitenwand
    1632
    Bodenwand
    17
    Brennkammer
    170
    Deckenabschnitt
    18
    Ansauganschluss
    19
    Auslassanschluss
    6
    Kraftstoffeinspritzventil

Claims (5)

  1. Aufbau einer Brennkammer (17) für einen Motor (1) mit Direkteinspritzung, der Aufbau aufweisend: einen Kolben (16), der in einen Zylinder (11) eingesetzt ist und eine Kavität (163) besitzt, die durch Aussparen einer Oberfläche des Kolbens (16) gebildet wird, wobei eine Oberfläche eines Zylinderkopfs (13) einen Deckenabschnitt (170) der Brennkammer (17) bildet und eine ansaugseitige geneigte Fläche (171) besitzt, wobei der Deckenabschnitt (170) eingerichtet ist, zusammen mit dem Zylinder (11) und dem Kolben (16) eine pultdachförmige Brennkammer (17) zu bilden, wobei die ansaugseitige geneigte Fläche (171) mit Öffnungen zweier Ansauganschlüsse (18) versehen ist, die Seite an Seite entlang einer Antriebswelle (15) des Motors (1) angeordnet sind, wobei die auslassseitige geneigte Fläche (172) mit einer Öffnung eines Auslassanschlusses (19) versehen ist, und ein Kraftstoffeinspritzventil (6), das an einer Firstlinie eines Pultdachs angeordnet ist, an der sich die einlassseitigen und auslassseitigen geneigten Flächen (171, 172) schneiden, wobei das Pultdach den Deckenabschnitt (170) des Zylinderkopfs (13) bildet, wobei sich das Kraftstoffeinspritzventil (6) bezüglich einer Bohrung des Zylinders (11) hin zu der Antriebswelle (15) des Motors (1) verlagert, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (6) eine Einspritzachse besitzt, die sich entlang einer Achse des Zylinders (11) erstreckt, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (6) eingerichtet ist, Kraftstoff durch eine Einspritzspitze desselben in die Kavität (163) einzuspritzen, die der Einspritzspitze zugewandt ist, wobei die Oberseite des Kolbens (16) an einer Ansaugseite und einer Auslassseite geneigte Flächen (161,0 162) besitzt, und durch die geneigten Flächen (161, 162) erhöht wird, um den einlassseitigen und den auslassseitigen geneigten Flächen (171, 172) des Deckenabschnitts (170) zu entsprechen, die Kavität (163) hin zu dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) verlagert wird, um der Einspritzachse des Kraftstoffeinspritzventils (6) zugewandt zu sein, wobei die Kavität (163) durch Aushöhlen von Abschnitten der geneigten Flächen (161, 162) gebildet wird, und in einem vertikalen Querschnitt entlang einer Ebene, die durch einen bestimmten Ort in einem Bereich auf der anderen Seite des Einlassbereichs und einen Ort des Kraftstoffeinspritzventils (6) verläuft, ein Abstand von der Einspritzspitze des Kraftstoffeinspritzventils (6) zu einer Wandfläche der Kavität (163) an einem bestimmten Ort länger ist als ein Abstand von der Einspritzspitze zu der Wandfläche der Kavität (163) an einem diametral gegenüberliegenden Ort von dem bestimmten Ort bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils (6), wo das Innere der Brennkammer (17) um den Ort des Kraftstoffeinspritzventils (6) herum in die folgenden vier Bereiche unterteilt ist: (1) einen ansaugseitigen Bereich, der sich bezüglich der Firstlinie des Pultdachs an der Ansaugseite und näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet, (2) einen sich auf der anderen Seite, an der Einlassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindenden Bereich, (3) einen sich an der einen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite bezüglich der Firstlinie des Pultdachs und näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet; und (4) einen sich an der anderen Auslassseite befindenden Bereich, der sich an der Auslassseite und näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rand der Öffnung der Kavität (163) eine ovale, entlang der Antriebswelle (15) des Motors (1) längliche Form besitzt, und ein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil (6) zu einem Rand der Kavität (163), der näher an dem anderen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) liegt, länger ist als ein Abstand von dem Kraftstoffeinspritzventil (6) zu dem Rand der Kavität (163), der näher an dem einen Ende der Antriebswelle (15) des Motors (1) liegt.
  2. Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Kavität (163) an dem bestimmten Ort derart geformt ist, dass sich eine Seitenwand (1631) der Kavität (163) an dem bestimmten Ort näher an einem Umfang des Kolbens (16) befindet als die Seitenwand (1631) der Kavität (163) an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  3. Aufbau nach Anspruch 2, wobei sich ein Rand der Öffnung der Kavität (163) an dem bestimmten Ort näher an dem Umfang des Kolbens (16) befindet als die Kante der Öffnung der Kavität (163) an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  4. Aufbau nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Kavität (163) an dem bestimmten Ort derart geformt ist, dass eine Bodenwand (1632) der Kavität (163) an dem bestimmten Ort tiefer ist als die Bodenwand (1632) der Kavität (163) an dem diametral gegenüberliegenden Ort.
  5. Aufbau nach Anspruch 3, wobei die Kavität (163) bezüglich der Firstlinie des Pultdachs symmetrisch ist, und eine ovale, entlang der Antriebswelle (15) des Motors (1) längliche Form besitzt.
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