DE3148165C2

DE3148165C2 - Internal combustion engine with fuel injection and spark ignition

Info

Publication number: DE3148165C2
Application number: DE3148165A
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dipl.-Ing. Dr.Dr.h.c. 8010 Graz List
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-12-05
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS6326258B2; ATA618980A; AT378824B; JPS57126521A; DE3148165A1

Abstract

Exzentrisch und annähernd achsparallel zum Hubraum einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung und Fremdzündung, bei welcher die in den Zylinder einströmende Luft einen Drall um die Zylinderachse aufweist, ist ein zylindrischer Verbrennungsraum angeordnet, der eine praktisch ungedrosselte Überströmöffnung zum Hubraum aufweist. Eine Einspritzdüse ist am hubraumseitigen Ende des Verbrennungsraumes angeordnet und bestreicht eine flache Scheibe senkrecht zu dessen Achse mit Kraftstoff. Diese mit dem Drall der Zylinderluft rotierende Scheibe wird bei der Kompression gegen die dem Hubraum abgewandte Seite des Brennraumes verschoben und von einer dort angeordneten Zündkerze gezündet.Eccentric and approximately axially parallel to the displacement of an internal combustion engine with fuel injection and external ignition, in which the air flowing into the cylinder has a swirl around the cylinder axis, a cylindrical combustion chamber is arranged, which has a practically unthrottled overflow opening to the displacement. An injection nozzle is arranged at the end of the combustion chamber on the side of the displacement and brushes a flat disc with fuel perpendicular to its axis. This disk, rotating with the swirl of the cylinder air, is shifted during compression against the side of the combustion chamber facing away from the displacement and ignited by a spark plug located there.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung und Fremdzündung und mindestens einem Einlaßventil, wobei der Zylinderraum einen Hubraum und einen zu diesem exzentrisch gelegenen und wenigstens annähernd achsparallel zum Hubraum angeordneten zylindrischen Brennraum umfaßt, in welchen bei allen Lasten die Verbrennungsluft praktisch ungedrosselt einströmt, wobei weiters die Einspritzdüse am hubraumseitigen Ende des Brennraumes angeordnet ist und mindestens einen Kraftstoffstrahl abgibt, und wobei schließlich mindestens eine Zündkerze an der dem Hubraum abgewendeten Seite des Brennraumes so angeordnet ist, daß sie bei jedem praktisch vorkommenden Teil- und Vollastbereich der Brennkraftmaschine die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gewährleistet. The invention relates to an internal combustion engine with fuel injection and spark ignition and at least an inlet valve, the cylinder space having a displacement and an eccentric to this and comprises a cylindrical combustion chamber arranged at least approximately axially parallel to the displacement, in which, at all loads, the combustion air flows in practically unthrottled, with the injection nozzle as well is arranged at the end of the combustion chamber on the displacement side and emits at least one fuel jet, and and finally at least one spark plug on the side of the combustion chamber facing away from the displacement as shown is arranged that it occurs in every practically occurring partial and full load range of the internal combustion engine the ignition of the fuel-air mixture is guaranteed.

Bei Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung und Fremdzündung ergibt sich für das zu zündende Kraftstoff-Luft-Gemisch die Notwendigkeit, ein Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoff und Luft in relativ engen Grenzen einzuhalten, damit die Zündfähigkeit des Gemisches gesichert ist. Bei im Teillastbereich betriebenen Brennkraftmaschinen ist es deshalb üblich, den Zylinder mit kleineren Mengen von Gemisch zu füllen als bei Vollast, um innerhalb dieser Zündgrenzen zu bleiben und mit Sicherheit eine Zündung und Verbrennung zu erreichen. In den meisten Fällen werden diese geringeren Gemischmengen durch eine Drosselung während des Einsaugens in den Zylinder erreicht, wozu üblicherweise eine Drosselklappe in der Ansaugleitung angeordnet ist, deren Stellung — und damit die Größe des erreichten Unterdrucks — je nach Größe der Teillast verändert wird. Die auf diese Weise entstehenden Drosselverluste verringern jedoch den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine im Teiliastbereich, was einen entscheidenden Nachteil dieser bekannten Ausführung darstellt.In the case of internal combustion engines with fuel injection and external ignition, the result for the Fuel-air mixture the need to have a mixture ratio between fuel and air in to adhere to relatively narrow limits so that the ignitability of the mixture is ensured. When in the partial load range operated internal combustion engines, it is therefore common to use the cylinder with smaller amounts of mixture to fill than at full load to stay within these ignition limits and certainly a To achieve ignition and combustion. In most cases, these smaller amounts of mixture will work through a throttling is achieved during the intake into the cylinder, for which purpose a throttle valve is usually used is arranged in the suction line, the position of which - and thus the size of the negative pressure achieved - is changed depending on the size of the partial load. However, the resulting throttle losses are reduced the efficiency of the internal combustion engine in the partial load range, which is a decisive disadvantage of this known design.

Eine andere Möglichkeit ist die, nur einen Teil der Ladeluft mit Brennstoff zu mischen, wobei die Mischung innerhalb der Zündgrenzen liegen muß. Es wurden verschiedene Verfahren für diese Schichtladung vorgeschlagen, die jedoch Zündschwierigkeiten in verschiedenen Lastbereichen ergeben haben.Another option is to mix only part of the charge air with fuel, which is the mixture must be within the ignition limits. Various methods have been proposed for this stratified charge, which, however, resulted in ignition difficulties in various load ranges.

Eine derartige Ladungsschichtung kann z. B. dadurch erreicht werden, daß der Kraftstoff wie beim Dieselmotor erst nach hinreichender Verdichtung der angesaugten Verbrennungsluft direkt in den Brennraum des Motors eingespritzt und in weiterer Folge durch eine Zündkerze zur Entzündung gebracht wird. Für die Durchmischung der Verbrennungspartner sorgt der vom Einlaßkanal erzeugte Luftdrall.Such a charge stratification can, for. B. can be achieved that the fuel as in the diesel engine only after the intake combustion air has been sufficiently compressed directly into the combustion chamber of the The engine is injected and then ignited by a spark plug. For the The air swirl generated by the intake duct ensures that the combustion partners are mixed.

Ein weiterer Weg zur Erzielung einer Ladungsschichtung ist die Anwendung von Vor- und Wirbelkammern. Durch entsprechende Steuerung des Gemisch-Ansaugvorganges z. B. mit Hilfe von Ventilen oder durch Einspritzung des Kraftstoffes in die Vor- oder Wirbelkammer wird erreicht, daß das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in der Kammer von dem im Hauptbrennraum verschieden ist. Das in der Kammer befindliche Gemisch wird durch eine Zündkerze zur Entzündung gebracht. Das teilverbrannte Gasgemisch strömt dann mit hoher Geschwindigkeit durch relativ enge Kanäle aus der Kammer in den Hauptbrennraum, so daß eine intensive Durchmischung mit dem im Hauptbrennraum befindlichen Gemisch für eine möglichst vollständige Verbrennung sorgt. Eine Drallerzeugung im Einlaßkanal der Verbrennungsluft ist für derartige Ausführungen nicht erforderlich bzw. unüblich.Another way of achieving charge stratification is the use of antechamber and vortex chambers. By appropriate control of the mixture intake process z. B. with the help of valves or by Injection of the fuel into the prechamber or swirl chamber is achieved that the fuel-air ratio in the chamber is different from that in the main combustion chamber. The one in the chamber Mixture is ignited by a spark plug. The partially burned gas mixture then flows at high speed through relatively narrow channels from the chamber into the main combustion chamber, so that a Intensive mixing with the mixture in the main combustion chamber for the most complete possible Combustion ensures. A swirl generation in the intake duct of the combustion air is essential for such designs not required or unusual.

Eine Kombination dieser beiden bekannten Lösungen führt zu einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art und ist z.B. in der GB-PS 10 61 646 beschrieben.A combination of these two known solutions leads to an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning mentioned type and is described e.g. in GB-PS 10 61 646.

Dort sorgt eine entsprechende Ausbildung des Kolbens dafür, daß gegen Ende des Verdichtungshubes eine Kammer vom Hauptbrennraum abgetrennt wird, in der das dort befindliche Gemisch entzündet werden kann. Die Überströmung in den Hauptbrennraum erfolgt durch relativ enge Passagen. Der Einströmkanal der Verbrennungsluft erzeugt keinen Luftdrall.There, a corresponding design of the piston ensures that towards the end of the compression stroke a chamber is separated from the main combustion chamber, in which the mixture located there is ignited can. The overflow into the main combustion chamber takes place through relatively narrow passages. The inflow duct the combustion air does not generate any air swirl.

Die erwähnten engen Passagen oder Überström-Kanäle bedingen jedoch aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit hohe Energieverluste durch Verwirbelung, Reibung und Wärmeübergang. Es gelten hier die gleichen physikalischen Zusammenhänge wie bei Vorkammmer- und Wirbelkammer-Dieselmotoren, deren Kraftstoffverbrauch naturbedingt höher als der von direkteinspritzenden Dieselmotoren ist, was ebenfalls auf die erwähnte Überströmungsverluste zurückzuführen ist.However, the aforementioned narrow passages or overflow channels are necessary due to the high flow velocity high energy losses due to turbulence, friction and heat transfer. The apply here same physical relationships as in prechamber and swirl chamber diesel engines, their Fuel consumption is naturally higher than that of direct injection diesel engines, which is also is due to the mentioned overflow losses.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Zündfähigkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches im gesamten Lastbereich, insbesondere im Teillastbereich der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. ohne die erwähnten Drossel- bzw. Überströmverluste in Kauf nehmen zu müssen.The object of the present invention is to provide an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning improve that the ignitability of the fuel-air mixture in the entire load range, especially in the Partial load range of the internal combustion engine is guaranteed. without the mentioned throttle or overflow losses to have to accept.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daßThis is achieved according to the invention in that

mindestens ein Einlaßventil mit Einrichtungen zusammenwirkt, welche der in den Zylinder einströmenden Luft einen Drall um die Zylinderachse erteilen, daß neben dem Hubraum und dem Brennraum praktisch kein anderer Verdichtungsraum vorgesehen ist und daß die Einspritzdüse annähernd eine flache Scheibe senkrecht zur Achse des Brennraumes mit Kraftstoff bestreicht Bei dem so gebildeten Schichtlademotor wird also zur Berücksichtigung der für die Teillast erforderlichen kleineren zündfähigen Gemischmenge keine Drosselung — welche die besagten Verluste ergibt — verwendet, sondern die Ladung so geschichtet, daß nur ein Teil derselben ein Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoff und Luft hat, welches innerhalb des zündfähigen Bereiches liegt, während der andere Teil der Ladung praktisch nur aus Luft besteht Es muß lediglich danach getrachtet werden, daß eine Zündkerze bzw. der von dieser zum Zündzeitpunkt erzeugte Zündfunke sich innerhalb des zündfähigen Gemischteiles der Ladung befindet, damit nach der Zünaung dieses Teiles und davon ausgehend die Verbrennung des gesamten Gemisches im Brennraum erfolgt. Eine Ladungsbewegung wird durch den Luftdrall bewirkt, der durch besonders geformte Einlaßkanäle erzeugt wird.at least one inlet valve interacts with devices, which give the air flowing into the cylinder a swirl around the cylinder axis, that in addition to the displacement and the combustion chamber, practically no other compression chamber is provided and that the injection nozzle approximately a flat disc perpendicular to the axis of the combustion chamber with fuel coated With the stratified charge engine formed in this way, the for the partial load is taken into account required smaller ignitable mixture quantity no throttling - which the said losses results - used, but the charge is stratified in such a way that only a part of it has a mixing ratio between fuel and air, which is within the ignitable range, while the other part the charge consists practically only of air It is only necessary to ensure that a spark plug or the spark generated by this at the point of ignition is within the ignitable part of the mixture the charge is located, so after the fence of this part and proceeding therefrom, the burning of the entire mixture takes place in the combustion chamber. A charge movement is caused by the air swirl, which is generated by specially shaped inlet channels.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist wie folgt zu beschreiben:The mode of operation of the internal combustion engine according to the invention can be described as follows:

Nach Beendigung des Einsaugvorganges, während dem die einströmende Luft einen Drall um die Zylinderachse erhält ist der Hubraum im Zylinder mit einer rotierenden Ladungswalze erfüllt. Zum Einsprit?.-beginn, welcher annähernd beim Beginn des Verdichtungshubes liegt, wird durch die am hubraumseitigen Ende des zylindrischen und exzentrisch zum Hubraum liegenden Brennraumes angeordnete Einspritzdüse Brennstoff eingebracht, welcher aufgrund der speziellen Geometrie vorerst sich annähernd im Bereich einer flachen Scheibe senkrecht zur Achse des Brennraumes verteilt Die Einspritzung dauert dabei bei Vollast so lange als Luft aus dem Hubraum in den Brennraum überströmt, also bis annähernd der gesamte Brennraum mit Gemisch gefüllt ist. Die ursprüngliche Gemischscheibe gelangt am Ende der Verdichtung in den Bereich einer Zündkerze, wird von deren Funken gezündet und brennt sodann durch den Brennraum ab. Bei Teillast liegt der Beginn des Einspritzens in den Brennraum in gleicher Weise wieder wie bei der Vollast zumindest annähernd am Beginn des Verdichtungshubes. Die Einspritzung hört im Teillastbereich jedoch dann auf, wenn die für die jeweilige Teillast benötigte Kraftstoff- bzw. Gemischmenge erreicht ist. In weiterer Folge gelangt vom Hubraum aus nur mehr reine Luft in den Brennraum und schiebt in Fortsetzung der Rotation der Zylinderladung die somit ebenfalls rotierende Gemischscheibe in Richtung zu der am andeien Ende des Brennraumes angeordneten Zündkerze, bis dieser Gemischteil wie bei Vollast den Bereich der Zündkerze erreicht und von deren Funken gezündet wird.After completion of the intake process, during which the inflowing air swirls around the The cylinder axis is given the capacity in the cylinder with a rotating charging cylinder. For fuel? - start, which is approximately at the beginning of the compression stroke is determined by the on the displacement side End of the cylindrical combustion chamber eccentric to the cylinder capacity Fuel introduced, which due to the special geometry is initially approximately in the area of a Flat disc distributed perpendicular to the axis of the combustion chamber. The injection takes place at full load long as air flows over from the displacement into the combustion chamber, i.e. up to almost the entire combustion chamber is filled with mixture. The original mixture disc enters the at the end of compression Area of a spark plug, is ignited by its sparks and then burns down through the combustion chamber. At part load, the start of injection into the combustion chamber occurs again in the same way as at full load at least approximately at the beginning of the compression stroke. However, the injection stops in the partial load range then on when the fuel or mixture quantity required for the respective partial load has been reached. In further As a result, only pure air from the cubic capacity enters the combustion chamber and pushes in continuation of the rotation of the cylinder charge, the mixture disk thus also rotating in the direction of the one at the other end The spark plug arranged in the combustion chamber until this part of the mixture reaches the area of the spark plug as at full load reached and ignited by the spark.

Die Regulierung der für den Teillastbereich erforderlichen kleineren Gemischmenge erfolgt also nur durch die Menge und die Zeitdauer des Einspritzens. Im Teillastbereich ist also eine Gemischschicht bzw. eine Gemischscheibe im Brennraum enthalten, welche in Richtung zum Hubraum hin zunächst durch Luft abgegrenzt ist und sich im Laufe der fortschreitenden Verdichtung soweit nach oben schiebt, daß das zündfähige Gemisch in den Bereich der Zündkerze kommt und von dieser gezündet werden kann. DieThe regulation of the necessary for the partial load range The smaller amount of mixture is only made by the amount and the duration of the injection. in the Partial load range therefore contains a mixture layer or a mixture disk in the combustion chamber, which in Direction towards the displacement is initially delimited by air and is progressing in the course of the Compression pushes up so far that the ignitable mixture in the area of the spark plug comes and can be ignited by this. the

Abhängigkeit des Zündzeitpunktes von der Drehzahl kann auch einstellbar sein, wobei es zweckmäßig sein wird, bei höherer Drehzahl den Zündzeitpunkt etwas vorzuverschieben und bei niederer Drehzahl etwas zurückzunehmen.Dependence of the ignition point on the speed can also be adjustable, it being expedient is to advance the ignition point a little at a higher speed and a little at a lower speed take back.

Durch die Ausführung nach der Erfindung wird also sichergestellt daß zündfähiges Gemisch in Form einer Schicht während des Verdichtungshubes der Brennkraftmaschine zur im Brennraum angeordneten Zündkerze wandert, womit nach einer Zündung dieser Schicht eine sehr gute Verbrennung der gesamten Ladung erfolgen kann. Drosselverluste durch die Reduzierung der Zylinderladung für den Teillastbereich der Brennkraftmaschine treten nicht auf, da durch die Gemischschichtung im Brennraum die Drosselung entfalten kann.The embodiment according to the invention ensures that the ignitable mixture in the form of a Shift during the compression stroke of the internal combustion engine to the spark plug arranged in the combustion chamber migrates, so that after an ignition of this layer a very good combustion of the whole Charge can be made. Throttle losses by reducing the cylinder charge for the partial load range of the internal combustion engine do not occur because the mixture stratification in the combustion chamber results in throttling can unfold.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß sich in Achsrichtung des Brennraumes hinter den Elektroden der Zündkerze ein ringförmiger Teil des Brennraumes befindet, der das am Ende des Saughubes im Brennraum enthaltene Abgasgemisch im verdichteten Zustand mindestens zum großen Teil aufnimmt Am Ende des Saughubes befindet sich im Brennraum Luft und allenfalls ein Abgasrest vom vorhergehenden Arbeitstakt, die nicht rotiert und erst im Verlauf des folgenden Verdichtungshubes durch die vom Kolben eingeschobene rotierende Ladung in Drehung versetzt wird. Diese erste an sich nicht zündfähige Schicht wird durch die nachfolgende zündfähige Schicht und ggf. die nachfolgende Luft in den ringförmigen Teil des Brennraumes hinter der Elektrode verdrängt, so daß das zündfähige Gemisch mit erhöhter Sicherheit in den Bereich der Elektroden der Zündkerze gelangt und somit eine sichere Zündung des Gemisches gewährleistet ist.An advantageous embodiment of the invention provides that in the axial direction of the combustion chamber behind the electrodes of the spark plug an annular part of the combustion chamber, which is located at the end of the suction stroke The exhaust gas mixture contained in the combustion chamber in the compressed state absorbs at least a large part of Am At the end of the suction stroke there is air in the combustion chamber and possibly a residual exhaust gas from the previous one Working cycle that does not rotate and only through the piston in the course of the following compression stroke inserted rotating load is set in rotation. This is the first layer that cannot be ignited through the subsequent ignitable layer and possibly the subsequent air into the annular part of the Displaced combustion chamber behind the electrode, so that the ignitable mixture with increased security in the Reaches the area of the electrodes of the spark plug and thus ensures reliable ignition of the mixture is.

An sich ist der Gedanke, einen Teil des Brennraumes zum Aufnehmen von Abgasresten heranzuziehen, nicht mehr neu, wie beispielsweise die FR-PS 5 90 388 zeigt. Allerdings ist bei den in dieser Druckschrift behandelten Ausführungsformen die Zündkerze stets in der zylindrischen Seitenwand des Brennraumes angeordnet, was zur Folge hat, daß ein Teil der bei der Verbrennung entstehenden Abgase gegen die Stirnwand des Brennraumes bewegt und von dieser reflektiert wird. Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine hingegen befindet sich dieser Aufnahmeraum hinter den Elektroden der Zündkerze, so daß keine Reflexionen von Verbrennungsgasen auftreten können, was den Verbrennungsablauf begünstigt.In itself the thought is a part of the combustion chamber to use to pick up residual exhaust gas, no longer new, as for example FR-PS 5 90 388 shows. However, in the embodiments dealt with in this document, the spark plug is always in the cylindrical one Side wall of the combustion chamber arranged, which has the consequence that part of the combustion resulting exhaust gases are moved against the front wall of the combustion chamber and reflected by this. In the Internal combustion engine according to the invention, however, this receiving space is located behind the electrodes the spark plug, so that no reflections of combustion gases can occur, which reduces the combustion process favored.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing explained.

Fig. 1 zeigt eine ausführungsgemäße Brennkraftmaschine im Teilschnitt durch die Zylinderachse und bei Stellung des Kolbens im unteren Totpunkt,Fig. 1 shows an internal combustion engine according to the embodiment in partial section through the cylinder axis and with the piston in bottom dead center,

F i g. 2 ein Detail daraus in größerem Maßstab bei Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt undF i g. 2 shows a detail therefrom on a larger scale with the piston in top dead center and

Fig.3 einen Schnitt gemäß der Linie II1-III in Fig. 1.3 shows a section along the line II1-III in FIG. 1.

Bei der dargestellten Brennkraftmaschine sind der Zylinder 1 und der Zylinderkopf 2 einstückig ausgeführt. Im Hubraum 3 bewegt sich der Kolben 4, welcher sich in Fig. 1 im unteren Totpunkt und in Fig. 2 im oberen Totpunkt befindet. An den Hubraum 3 schließt der ebenfalls zylindrische Brennraum 5 an, der mit Rücksicht auf das Einlaßventil 6 und das Auslaßventil 7 mit seiner Achse 5' gegenüber der Achse Γ des Zylinders exzentrisch angeordnet ist. Das Volumen dieses Brennraumes ist so bemessen, daß das gewünsch-In the illustrated internal combustion engine, the cylinder 1 and the cylinder head 2 are made in one piece. In the displacement 3, the piston 4 moves, which is in Fig. 1 in the bottom dead center and in Fig. 2 in the upper Dead center is located. The combustion chamber 5, which is also cylindrical and which is connected to the cubic capacity 3, is connected to it Consideration of the inlet valve 6 and the outlet valve 7 with its axis 5 'opposite the axis Γ des The cylinder is arranged eccentrically. The volume of this combustion chamber is dimensioned so that the desired

te Verdichtungsverhältnis, beispielsweise ! : 10, erreicht wird. Der in den Zylinder 1 durch das Einlaßventil 6 hindurch einströmenden Luft wird durch den Spiralkanal 8 ein Drall erteilt, so daß im Hubraum eine rotierende Ladungswalze entsteht. Die rotierende Luft wird im Kompressionstakt durch den Kolben 4 in den Brennraum 5 verdrängt, wo sie ihre Rotation vorausschichtlich mit größerer Winkelgeschwindigkeit beibehält. In den Brennraum 5 mündet im Bereich des Überganges zum Hubraum 3 die Einspritzdüse 9, deren ₎₀ Strahl bzw. Strahlen 10 etwa in einer Ebene senkrecht zur Achse 5' des Brennraumes verlaufen. An dem vom Hubraum 3 abgekehrten Ende des Brennraumes 5 ist eine Zündkerze 11 angeordnet, deren Elektroden 12 in den Brennraum 5 hineinragen. Der Brennraum 5 weist im Bereich der Zündkerze ! 1 hinter deren Elektroden 12 einen ringförmigen Teil 13 auf, dessen Volumen so bemessen ist, daß das zu Beginn der Kompression im Brennraum 5 enthaltenen Abgasgemisch mindestens zum großen Teil aufgenommen werden kann. >te compression ratio, for example! : 10, is reached. The air flowing into the cylinder 1 through the inlet valve 6 is given a swirl by the spiral duct 8, so that a rotating charge cylinder is created in the displacement. The rotating air is displaced in the compression stroke by the piston 4 into the combustion chamber 5, where it presumably maintains its rotation at a greater angular velocity. In the combustion chamber 5 in the region of the transition leads extend to the displacement 3, the injection nozzle 9, _{whose) 0} beam or beams 10 approximately in a plane perpendicular to the axis 5 'of the combustion chamber. At the end of the combustion chamber 5 facing away from the displacement 3, a spark plug 11 is arranged, the electrodes 12 of which protrude into the combustion chamber 5. The combustion chamber 5 points in the area of the spark plug! 1 behind the electrodes 12, an annular part 13, the volume of which is dimensioned such that the exhaust gas mixture contained in the combustion chamber 5 at the beginning of the compression can at least for the most part be absorbed. >

Die Wirkungsweise dieses Schichtlademotors ist; folgende:
Vom Beginn des Kompressionshubes an wird, wie in F i g. 1 dargestellt, Kraftstoff durch die Düse 9 in den Brennraum 5, eingespritzt. Dadurch wird eine rotierende Scheibe aus einem Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet, die infolge der Rotation stabil ist und während des Aufwärtsganges des Kolbens 4 immer weiter zur Zündkerze 11 hin verdrängt wird. Bei Vollast wird während des ganzen Kompressionshubes Kraftstoff eingespritzt, wogegen bei Teillast die Kraftstoffeinspritzung vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens entsprechend der Teillast früher oder später beendet wird. In allen Fällen wird die zu Beginn des Kompressionshubes gebildete stabile Scheibe aus Kraftstoff-Luft-Gemisch bis zum Erreichen der Elektroden 12 der Zündkerze 11 zündfähig bleiben und es wird zum Zündzeitpunkt die im Brennraum 5 befindliche Kraftstoffmenge gezünde! werden. Dies wird besonders auch durch den hinter den Elektroden 12 der Zündkerze 11 befindlichen Ringraum 13 gefördert, in welchen das bei Kompressionsbeginn im Brennraum 5 befindliche Abgasgemisch vom vorhergehenden Arbeitsspiel verdrängt wird. Die Einspritzdüse 9 wird beispielsweise als Fächerdüse mehrstrahlig ausgebildet, um möglichst homogene Schichten zu erhalten.The mode of operation of this stratified charge engine is; the following:
From the beginning of the compression stroke, as shown in FIG. 1, fuel is injected through the nozzle 9 into the combustion chamber 5. As a result, a rotating disk is formed from a fuel-air mixture which is stable as a result of the rotation and which is displaced further and further towards the spark plug 11 during the upward movement of the piston 4. At full load, fuel is injected during the entire compression stroke, whereas at part load, fuel injection is terminated earlier or later, depending on the part load, before the top dead center of the piston is reached. In all cases, the stable disc of fuel-air mixture formed at the beginning of the compression stroke will remain ignitable until it reaches the electrodes 12 of the spark plug 11, and the amount of fuel in the combustion chamber 5 will be ignited at the time of ignition! will. This is particularly also promoted by the annular space 13 located behind the electrodes 12 of the spark plug 11, in which the exhaust gas mixture located in the combustion chamber 5 at the start of compression is displaced from the previous work cycle. The injection nozzle 9 is designed, for example, as a multi-jet fan nozzle in order to obtain layers that are as homogeneous as possible.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Internal combustion engine with fuel injection and spark ignition and at least one inlet valve, wherein the cylinder space has a displacement and one eccentric to this and at least one includes cylindrical combustion chamber arranged approximately axially parallel to the displacement, in which, with all loads, the combustion air flows in practically unthrottled, with the '< > Injection nozzle is arranged at the end of the combustion chamber on the displacement side and at least one Emits fuel jet, and finally at least one spark plug on the the cubic capacity facing away side of the combustion chamber is so arranged '5 that it is practically occurring in every case Partial and full load range of the internal combustion engine ensures the ignition of the fuel-air mixture, characterized in that at least one inlet valve (6) with devices (8) interacts which of the air flowing into the cylinder (1) creates a swirl around the cylinder axis (I ') indicate that apart from the displacement (3) and the combustion chamber (5) there is practically no other compression chamber is provided and that the injection nozzle (9) is approximately a flat disk perpendicular to the axis (5 ') of the combustion chamber (5) is coated with fuel.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the axial direction of the Combustion chamber (5) behind the electrodes (12) of the spark plug (11) an annular part (13) of the Combustion chamber is located, which contains the exhaust gas mixture contained in the combustion chamber at the end of the suction stroke absorbs at least a large part in the compressed state.