DE3903842A1

DE3903842A1 - Otto-brennkraftmaschine mit direkter kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE3903842A1
Application number: DE3903842A
Authority: DE
Inventors: Eiji Hashimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1989-09-14
Anticipated expiration: 2009-02-10
Also published as: DE3903842C2; US4958604A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Otto-Brennkraftmaschi ne mit direkter Kraftstoffeinspritzung, wobei der Kraftstoff in einen Zylinder der Maschine und auf eine Oberfläche eines schalenförmig vertieften Teils, d.h. einer Ausnehmung, das bzw. die im Kopfteil des Kolbens ausgebildet ist, gespritzt wird. Der an der Fläche der Ausnehmung haftende Kraftstoff wird verdampft, um ein brennbares Gas zu erzeugen, das durch eine Zündkerze entzündet wird.

Otto-Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung sind bei spielsweise in den JP-Patent-Veröffentlichungen Nr. 62-82 222, 62-17 339 und 62-6 59 sowie in den JP-GM- Veröffentlichungen Nr. 61-1 73 728 und 54-81 005 offen bart. Unter diesen zeigt die JP-Patent-Veröffentlichung Nr. 62-82 222 eine Lagebeziehung zwischen Kanälen und einer Zündkerze oder einer Kraftstoff-Einspritzdüse. Die JP-GM- Veröffentlichung Nr. 61-1 73 728 hat eine Kolben/Zylinder- Anordnung mit einem flachen, vertieften oder ausgenommenen Teil und einem tiefen, ausgenommenen Teil, die im Kolbenbo den eines Kolbens ausgebildet sind, zum Gegenstand. Die bei gefügten Fig. 15 und 16 zeigen mit Ausnahme der Bezugszahlen die Maschine gemäß der JP-Patent-Veröffentlichung Nr. 62-82 222, während die Fig. 17 den Kolben der Maschine der JP-GM-Veröffentlichung Nr. 61-1 73 728 mit Ausnahme der Bezugszahlen zeigt.

Bei der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Maschine er streckt sich eine Zündkerze 122, für die schwierig eine kom pakte Größenabmessung zu erreichen ist, zwischen zwei Auslaß ventilen 108 und 109, wobei ein unterer Endabschnitt der Zünd kerze 122 nahe dem Zentrum eines Brennraumes angeordnet ist. Eine Kraftstoff-Einspritzdüse 123, die vergleichsweise leicht mit geringer Größenabmessung gefertigt werden kann, verläuft zwischen zwei Einlaßventilen 106 sowie 107, wobei ein unterer Endabschnitt der Einspritzdüse 123 nahe dem Zentrum des Brenn raumes so angeordnet ist, daß er dem unteren Endabschnitt der Zündkerze 122 gegenüberliegt. Durch diese Anordnung wird eine Störung in den Orten zwischen der Zündkerze 122 und der Einspritzdüse 123 verhindert. Da ferner die unteren Endab schnitte der Zündkerze 122 und der Einspritzdüse 123 nahe beieinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind, trifft von der Düse 123 eingespritzter Kraftstoff unmittel bar auf die Zündkerze 122, so daß eine sofortige Zündung durchgeführt wird.

Bei der in Fig. 17 gezeigten Maschine weist ein Brennraum 220 eine flache Ausnehmung 221 sowie eine tiefe Ausnehmung 222 auf, die beide im Kolbenboden ausgebildet sind. Im Gegen satz zur vorliegenden Erfindung sind die flache und die tiefe Ausnehmung 221 sowie 222 bei dieserMaschine in einem radial zentralen Teil des Kolbens ausgestaltet, so daß die Achsen der beiden Vertiefungen und die Kolbenachse zusammenfallen. Eine Zündkerze 205 ist weit in einer radialen Richtung von der Kolbenachse versetzt.

Wie im folgenden dargelegt werden wird, treten bei diesen Maschinen nach dem Stand der Technik verschiedene Probleme auf.

Bei der Maschine nach den Fig. 15 und 16 wird in dem Fall, da die einzuspritzende Kraftstoffmenge so bestimmt wird, daß eine optimale Verbrennung in einem Betrieb der Maschine mit niedriger Last erhalten wird, wenn eine größere Kraftstoff menge als die auf der Grundlage des Schwachlastbetriebs der Maschine bestimmte Menge in einem Hochlastbetrieb dieser zu geführt wird, der Kraftstoff nicht perfekt oder vollkommen verbrannt, wobei der unverbrannte Kraftstoff dazu neigt, eine Rauchentwicklung in der Nachbarschaft der Zündkerze 122 und auch im Abgas hervorzurufen. Wird dagegen in dem Fall, da die einzuspritzende Kraftstoffmenge so bestimmt wird, daß eine optimale Verbrennung in einem Hochlastbetrieb der Ma schine erhalten wird, weniger Kraftstoff in einem Schwachlast betrieb als die auf der Grundlage des Hochlastbetriebs be stimmte Menge zugeführt, dann wird das Gasgemisch aus Kraft stoff und Luft zu mager sein, um störungsfrei verbrannt zu werden, und es ist schwierig, eine fette Gasschicht rund um die Zündkerze 122 zu bilden. Das heißt mit anderen Worten, daß bei dieser Maschine, wenn die Zündcharakteristik bei nie drigen Maschinenbelastungen erfüllt wird, die einer Leistungs charakteristik der Maschine entsprechende Verbrennungscha rakteristik nicht erfüllt werden kann. Andererseits kann, wenn die Leistungscharakteristik bei hoher Maschinenbelastung erfüllt wird, die Zündcharakteristik der Maschine nicht er füllt werden. Das bedeutet, daß die Zündcharakteristik bei niedrigen Maschinenbelastungen und die Leistungscharakteri stik bei hohen Maschinenbelastungen nicht in Einklang mitein ander stehen. Da die Zündkerze 122 zwischen den beiden Auslaß kanälen 112 und 113 angeordnet ist, müssen darüber hinaus diese Auslaßkanäle 112 und 113 in der Draufsicht auf diese gebogen werden, um zwischen ihnen einen Raum für die Montage der Zündkerze 122 zu schaffen. Die gebogenen Auslaßkanäle 112 und 113 erhöhen jedoch den Strömungswiderstand des Abga ses und vermindern die Ausgangsleistung der Maschine.

Bei der Maschine von Fig. 17 ist die Zündkerze 205 fern von der Achse des Brennraumes auf der mit Bezug zu dieser Achse entgegengesetzten Seite der Einspritzdüse angeordnet, so daß eine Flammenausbreitungsstrecke, die als Abstand zwischen der Zündkerze 205 und der Kraftstoff-Einspritzdüse definiert wird, vergrößert wird. Als Ergebnis dessen wird die Verbren nungscharakteristik der Maschine im Vergleich mit einer sol chen, die eine kurze Flammenausbreitungsstrecke hat, herabge setzt. Da ferner die Maschine von Fig. 17 nicht die Lagebezie hung zwischen den Kanälen oder Öffnungen und der Zündkerze 205 oder der Kraftstoff-Einspritzdüse klar darlegt, dürfte es, selbst wenn man sich bemüht, die Anordnung von Fig. 17 auf eine Maschine mit mehreren Kanälen oder Öffnungen anzu wenden, z.B. auf eine Maschine mit zwei Ansaugkanälen und einem Auslaßkanal, sehr schwierig sein, die Kraftstoff-Ein spritzdüse und die Zündkerze in dem beschränkten Raum zwi schen den Kanälen dieser mit mehreren Kanälen versehenen Ma schine anzuordnen.

Im Hinblick auf den Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Otto-Brennkraftmaschine mit direk ter Kraftstoffeinspritzung zu schaffen, bei der eine Zündcha rakteristik bei niedrigen Maschinenbelastungen und eine Lei stungscharakteristik bei hohen Maschinenbelastungen mitein ander in Einklang stehen, so daß gute Zünd- und Leistungs charakteristika erhalten werden.

Ein Ziel der Erfindung wird hierbei darin gesehen, eine Otto- Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, die mehrere Kanäle oder Öffnungen aufweist, wobei eine Zündkerze sowie eine Kraftstoff-Einspritzdüse in einem begrenzten Raum zwischen den Kanälen in geschickter, vorteilhafter Weise angeordnet werden, so daß die Flammenausbreitungsstrecke ausreichend kurz ist und eine störungsfreie, glatte Verbren nung erhalten wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe und die mit der Erfindung verfolgten Ziele können durch eine Otto-Brennkraft maschine mit Direkteinspritzung gemäß der Erfindung gelöst bzw. erreicht werden. Die Maschine umfaßt eine Kolben/Zylin der-Konstruktion mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben und einem oberhalb des Zylin ders angeordneten Zylinderkopf. Der Kolben weist eine flache sowie eine tiefe Ausnehmung, die in seinem Kopfteil ausgebil det sind, auf. Eine Innenwandfläche des Zylinders, eine Flä chen der flachen sowie tiefen Ausnehmung umfassende Kolben bodenfläche und eine untere Fläche des Zylinderkopfes bestim men einen Brennraum. Die Kolben/Zylinder-Konstruktion enthält auch zwei Ansaugkanäle und wenigstens einen Auslaßkanal, die in dem Zylinderkopf ausgebildet sind und mit dem Brennraum in Verbindung stehen. Nahe einer Achse des Brennraumes ist eine Zündkerze angeordnet, die mit dem Zylinderkopf so ver bunden ist, daß sie von dessen unterer Fläche in den Brenn raum hineinragt. Eine Kraftstoff-Einspritzdüse mit wenigstens einem Einspritzloch ist an einem radial äußeren Teil des Brennraumes angeordnet, wobei eine Kraftstoff-Einspritzrich tung und eine Kraftstoff-Einspritzeinstellung der Einspritz düse für einen Maschinenbetrieb bei hoher und niedriger Last vorbestimmt sind. Im einzelnen spritzt die Einspritzdüse einen zur flachen Ausnehmung hin gerichteten Kraftstoff strahl in einer frühen Phase der Einspritzperiode einer Kraftstoff-Einspritzeinstellung in einem Hochlastbetrieb der Maschine und einen zur tiefen Ausnehmung hin gerichteten Kraftstoffstrahl in einer späten Phase der Einspritzperiode der Einspritzeinstellung im Hochlastbetrieb sowie während der ganzen Phase der Einspritzperiode einer Einspritzeinstel lung in einem Betrieb mit niedriger Last der Maschine ein.

Bei einer Maschine mit der oben beschriebenen Anordnung bzw. dem beschriebenen Aufbau trifft der von der Einspritzdüse eingespritzte Kraftstoff auf eine Fläche der flachen oder tiefen Ausnehmung, d.h., er kollidiert mit dieser, und dann wird der an der Fläche zum Anhaften gebrachte Kraftstoff an dieser Fläche der Ausnehmung verdampft, um verdampften Kraft stoff zu erzeugen, der dann zur Zündkerze hin transportiert und mit dem in den Brennraum eingeführten Ansauggas (Ansaug luft) durch einen im Brennraum gebildeten Wirbel gemischt wird. Anschließend wird das Gasgemisch durch die Zündkerze entzündet.

Im Schwachlastbetrieb der Maschine, wobei der Einspritzbeginn des Kraftstoffs später liegt als im Hochlastbetrieb und in sofern die Periode der Kraftstoff-Einspritzzeit kürzer ist als im Hochlastbetrieb, wird nahezu der gesamte Kraftstoff in die tiefe Ausnehmung eingespritzt, weil sich der Kolben zu einer hohen Stellung bewegt hat. Der Kraftstoff wird an der Oberfläche der tiefen Ausnehmung verdampft. Obgleich der verdampfte Kraftstoff durch den Wirbel der Ansaugluft im Brennraum verwirbelt wird, verbleibt nahezu der gesamte ver dampfte Kraftstoff in der tiefen Ausnehmung, ohne aus dieser zu strömen, weil lediglich eine sehr kurze Zeitspanne zur Verfügung steht, bis der Kolben seine nahezu höchste Stel lung erreicht, in der der verdampfte Kraftstoff durch die Zündkerze gezündet wird. Der verdampfte Kraftstoff wird unter Aufrechterhaltung seiner Fettigkeit zu einem taschenförmigen Teil der tiefen Ausnehmung hin geführt und durch die Zündker ze gezündet, wenn der Kolben in seine nahezu höchste Stel lung gelangt und die Tasche die Zündkerze darin aufnimmt. Da der zur Tasche geführte verdampfte Kraftstoff fett bleibt, wird eine störungsfreie, glatte Zündung erlangt.

Im Hochlastbetrieb der Maschine, wobei das Einspritzen des Kraftstoffs zu einem frühen Zeitpunkt beginnt und somit die Periode der Kraftstoff-Einspritzzeit im Vergleich zu derjeni gen bei einem Schwachlastbetrieb lang ist, wird der in der frühen Phase der Kraftstoff-Einspritzperiode eingespritzte Kraftstoff in die flache Ausnehmung gestrahlt, weil der Kol ben sich in einer vergleichsweise niedrigen Stellung befindet. Der auf die Fläche der flachen Ausnehmung gespritzte Kraft stoff kann perfekt verdampft werden, weil eine ausreichend lange Zeitspanne zur Verfügung steht, bis der verdampfte Kraft stoff gezündet wird. Der verdampfte Kraftstoff wird durch den Wirbel des Ansauggases (der Ansaugluft) verwirbelt und mit der Ansaugluft in zufriedenstellender oder ausreichen der Weise gemischt. Insofern wird das rund um die Zündkerze befindliche Gas daran gehindert, zu fett zu werden, und es wird eine gute Zündung erreicht, obwohl der Kraftstoff bei einem Hochlastbetrieb der Maschine für eine vergleichsweise lange Zeitspanne und demzufolge in einer großen Menge in den Brennraum eingespritzt wird. Wenngleich der in der späten Phase der Kraftstoffeinspritzperiode im Hochlastbetrieb der Maschine eingespritzte Kraftstoff in die tiefe Ausnehmung ebenso wie im Schwachlastbetrieb eingeführt wird und demzu folge eine zu kurze Zeitspanne für ein perfektes Verdampfen des Kraftstoffs an der Oberfläche der tiefen Ausnehmung zur Verfügung stehen mag, bewirkt die oben erwähnte gute Verbren nung des in einer frühen Phase der Einspritzperiode einge spritzten Kraftstoffs, daß der in der späten Phase der Ein spritzperiode eingespritzte Kraftstoff in perfekter Weise verbrannt wird. Somit kann nahezu der gesamte eingespritzte Kraftstoff perfekt verbrannt werden, weshalb als Ergebnis dessen die Leistungscharakteristik der Maschine bei hohen Belastungen in hohem Maß verbessert wird.

Da ferner die Zündkerze nahe der Achse des Brennraumes ange ordnet ist und insofern so eingebaut werden kann, daß sie sich vertikal an einer von den zwei Ansaugkanälen und dem Auslaßkanal umgebenen Position erstreckt, kann eine störende Beeinflussung in der Lage zwischen den Kanälen und der Zünd kerze in wirksamer Weise verhindert werden. Weil die Einspritz düse an dem radial äußeren Teil des Brennraumes vorgesehen ist und insofern zwischen den beiden Ansaugkanälen angeord net werden kann, ist die Möglichkeit gegeben, den Raum zwi schen den beiden Ansaugkanälen, der bei Maschinen nach dem Stand der Technik ein nutzloser Totraum war, für die Aufnahme der Einspritzdüse zu verwenden. Diese Anordnungen tragen da zu bei, die Zündkerze und die Einspritzdüse bei der mehrere Kanäle aufweisenden Maschine geschickt unterzubringen und eine kompakte Konstruktion der Maschine zu erlangen.

Ferner wird dadurch, daß die Zündkerze nahe der oder benach bart zur Achse des Brennraumes angeordnet ist, die Flammenaus breitungsstrecke so günstig wie möglich verkürzt, wodurch eine gute Verbrennung erhalten wird. Zusätzlich ist es durch diese Anordnung der Zündkerze nicht erforderlich, die Zünd kerze zwischen den Auslaßkanälen, was gegensätzlich zum Stand der Technik ist, einzubauen, so daß die Auslaßkanäle in der Draufsicht auf diese einen geradlinigen Verlauf erhalten können. Durch die geradlinigen Auslaßkanäle wird eine Herab setzung des Strömungswiderstandes des Abgases erreicht und die Ausgangsleistung der Maschine erhöht.

Die Aufgabe und die Ziele der Erfindung wie auch deren Merk male und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnun gen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungs formen deutlich. Es zeigt

Fig. 1 einen lotrechten Axialschnitt einer Otto-Brennkraft maschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Kolben der Maschine von Fig. 1;

Fig. 4 einen Längsschnitt des Kolbens von Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Kolben einer Brennkraft maschine in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform;

Fig. 6 den Längsschnitt des Kolbens von Fig. 5;

Fig. 7 einen lotrechten Axialschnitt einer Otto-Brennkraft maschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Maschine von Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Kolben der Maschine von Fig. 7;

Fig. 10 den Längsschnitt des Kolbens von Fig. 9;

Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Kolben einer Maschine in einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 12 den Längsschnitt des Kolbens von Fig. 11;

Fig. 13 einen axialen Schnitt einer Kraftstoff-Einspritzdüse, die bei einer Maschine nach einer der ersten bis drit ten Ausführungsformen der Erfindung zur Anwendung kommen kann;

Fig. 14 ein Diagramm zur Kraftstoff-Einspritzeinstellung einer Einspritzdüse gemäß der Erfindung;

Fig. 15 einen axialen Längsschnitt einer in der JP-Patent- Veröffentlichung Nr. (SHO) 62-82 222 mit Ausnahme der Bezugszeichen offenbarten Maschine;

Fig. 16 eine Draufsicht auf die Maschine von Fig. 15;

Fig. 17 eine Schrägansicht einer mit Ausnahme der Bezugszei chen in der JP-GM-Veröffentlichung Nr. (SHO) 61-1 73 728 offenbarten Maschine.

Es sollen zuerst gemeinsame konstruktive Ausbildungen mit Bezug auf jede der vier Ausführungsformen, die Gegenstand der Fig. 1-4, der Fig. 5 und 6, der Fig. 7-10 und der Fig. 11 und 12 sind, unter Bezugnahme auf beispielsweise die Fig. 1-4 erläutert werden.

Wie die Fig. 1 zeigt, umfaßt eine Otto-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung gemäß der Erfindung eine Kolben/Zylinder-Konstruktion mit einem Zylinder (einer Zy linderbohrung) 12, der bzw. die in einem Zylinderblock 14 ausgebildet ist, wobei in dem Zylinder 12 ein Kolben 8 hin und herbewegbar ist, und einen oberhalb des Zylinders 12 ange ordneten Zylinderkopf 13 mit einer schräg aufwärts zur Zylin derachse hin verlaufenden unteren Fläche 13 a. Der Kolben 8 ist mit einer flachen, schalenförmigen Ausnehmung 10, die im folgenden als flache Ausnehmung 10 bezeichnet wird, und einer tiefen, nach unten eingesenkten Ausnehmung 9, die im folgenden als tiefe Ausnehmung 9 bezeichnet wird, in seinem Kopfteil versehen. Die tiefe Ausnehmung 9 ist so angeordnet, daß sie in ihrer Lage mit der flachen Ausnehmung 19 zusammen trifft, und sie geht insbesondere von einer Bodenfläche der flachen Ausnehmung 10 nach unten aus. Eine Innenfläche des Zylinderblocks 14, der Boden des Kolbens 8 mit den Flächen der flachen sowie verjüngten Ausnehmungen 10 sowie 9 und die untere Fläche 13 a des Zylinderkopfes 13 begrenzen einen Brenn raum 15 im Zylinder. Ein in der flachen Ausnehmung 10 sowie ein in der tiefen Ausnehmung 9 abgegrenzter Raum bilden einen Teil des Brennraumes 15. Zwei Ansaugkanäle 2 (2 a und 2 b) so wie wenigstens ein Auslaßkanal 5, wobei im vorliegenden Fall zwei Auslaßkanäle 5 a und 5 b vorgesehen sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind im Zylinderkopf 13 ausgestaltet. Der Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß die Ansaugkanäle 2 a sowie 2 b und die Auslaßkanäle 5 a sowie 5 b mit dem Brennraum 15 in Verbin dung stehen. Ein Einlaßventil 3 ist in einer Öffnung eines jeden Ansaugkanals 2 angeordnet, um diesen zu öffnen sowie zu schließen, und ein Auslaßventil 4 ist an einer jeden Aus trittsöffnung der Auslaßkanäle 5 angeordnet, um diese zu öff nen sowie zu schließen.

Nahe einer Achse des Brennraumes 15, die mit einer Achse des Zylinders 12 sowie einer solchen des Kolbens 8 zusammenfällt, ist eine Zündkerze 1 angebracht. Ein unterer Endabschnitt der Zündkerze 1 erstreckt sich von der unteren Fläche 13 a des Zylinderkopfes 13 abwärts, so daß dieser in den Brenn raum 15 ragt. An einem radial außenliegenden Teil des Brenn raumes 15 ist eine Kraftstoff-Einspritzdüse 6 angeordnet, die Kraftstoff direkt in den Zylinder 12 einspritzt. Wie dem Diagramm über die Kraftstoff-Einspritzeinstellung von Fig. 14 zu entnehmen ist, werden eine Kraftstoff-Einspritzeinstel lung und eine Kraftstoff-Einspritzrichtung der Einspritzdüse 6 so vorbestimmt, daß Kraftstoff in einer frühen Phase Pe einer Einspritzperiode P _H der Kraftstoff-Einspritzeinstel lung in einem Hochlastbetrieb zur flachen Ausnehmung 10 im Zusammenwirken mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 8 und in einer späten Phase Pl der Einspritzperiode P _H der Ein spritzeinstellung im Hochlastbetrieb zur tiefen Ausnehmung 9 im Zusammenwirken mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 8 eingespritzt wird. Ferner werden die Einspritzeinstellung und die Einspritzrichtung der Einspritzdüse 6 so vorbestimmt, daß Kraftstoff über einer gesamten Phase einer Einspritzperi ode P _L im Schwachlastbetrieb der Maschine zur tiefen Ausneh mung 9 im Zusammenwirken mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 8 eingespritzt wird. Die Einspritzung des Kraftstoffs beginnt im Hochlastbetrieb früher als im Schwachlastbetrieb, wobei die Einspritzperiode P _H im Hochlastbetrieb länger ist als die Einspritzperiode P _L im Schwachlastbetrieb. Das heißt mit anderen Worten, daß, weil der Kolben 8 in der frühen Phase Pe der Einspritzperiode P _H im Hochlastbetrieb nicht in einer hohen Stellung ist, der von der Einspritzdüse 6 schräg ein gespritzte Kraftstoff zur flachen Ausnehmung 10 hin strömt. Da der Kolben 8 in der späten Phase Pl der Einspritzperiode P _H im Hochlastbetrieb oder in der gesamten Phase der Ein spritzperiode P _L im Schwachlastbetrieb in einer hohen Stel lung ist, fließt der eingespritzte Kraftstoff zur tiefen Ausnehmung 9 hin.

Wie im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist, befindet sich die Zündkerze 1 an einer Stelle, die in der zur Achse des Brenn raumes 15 rechtwinkligen Richtung von den Ansaugkanälen 2 a sowie 2 b und den Auslaßkanälen 5 a sowie 5 b umgeben ist. Vom oberen Teil des Brennraumes 15 erstreckt sich die Zündkerze 1 aufwärts im wesentlichen parallel zur Achse des Brennrau mes 15. Die Einspritzdüse 6 ist zwischen den Ansaugkanälen 2 a und 2 b angeordnet und erstreckt sich schräg vom radial außenliegenden Teil des Brennraumes 15 in aufwärtiger sowie radialer Auswärtsrichtung mit Bezug zur Achse des Brennrau mes 15. Die Achse der Zündkerze 1 und der Einspritzdüse 6 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die die Achse des Brenn raumes 15 einschließt, wobei die Einspritzdüse 6 an einer zur Achse des Brennraumes 15 entgegengesetzten Seite der Zündkerze 1 liegt.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind eine Achse oder ein Zentrum der flachen Ausnehmung 10 und eine Achse oder ein Zentrum der tiefen Ausnehmung 9 gegenüber der Achse oder dem Zentrum des Kolbens 8 zu der der Einspritzdüse 6 näherlie genden Seite versetzt. Die Achse der tiefen Ausnehmung 9 weist eine größere Versetzung zur Achse des Kolbens 8 als die Achse der flachen Ausnehmung 10 auf.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die Umrisse der tiefen Ausnehmung 9 und wenigstens des tiefsten Teils der flachen Ausnehmung 10 kreisförmig in der zur Achse des Brennraumes 15 rechtwinkligen Richtung. Der kreisförmige Umriß der fla chen Ausnehmung 10 hat eine größere Abmessung als der kreis förmige Umriß der tiefen Ausnehmung 9. Die kreisförmigen Um risse der Ausnehmungen 10 und 9 tangieren einander an denje nigen Stellen, die der Einspritzdüse 6 zunächst liegen.

Der Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die flache Ausnehmung 10 eine ebene Bodenfläche 10 a, die sich in einer zur Achse des Kolbens 8 rechtwinkligen Richtung erstreckt, und eine Sei tenfläche 10 b hat, die im wesentlichen aufwärts von einem radial äußersten Teil der Bodenfläche 10 a verläuft. In gleich artiger Weise hat die tiefe Ausnehmung 9 eine ebene, recht winklig zur Achse des Kolbens 8 gerichtete Bodenfläche 9 a so wie eine über eine Krümmung mit einem radial äußersten Teil der Bodenfläche 9 a verbundene und dann aufwärts zur obersten Fläche des Kolbens 8 verlaufende Seitenfläche 9 b.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist die tiefe Ausnehmung 9 an einem auf der entgegengesetzten Seite der Einspritzdüse 6 mit Bezug zur Achse der tiefen Ausnehmung 9 liegenden Teil eine Tasche 9 c auf. Diese Tasche 9 c nimmt das untere Ende der Zündkerze 1 auf, wenn der Kolben 8 während seiner Hin und Herbewegung in seine nahezu höchste Stellung bewegt wird.

Die Ansaugkanäle 2 umfassen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, einen (gedrallten oder gekrümmten) Wirbel-Ansaugkanal 2 a, um Ansaug gas bzw. -luft in den Brennraum 15 in einer zu einem Kreis, dessen Zentrum auf der Achse des Brennraumes 15 liegt und der einen gegenüber dem Durchmesser des Brennraumes 15 gerin geren Durchmesser hat, tangentialen Richtung einzuführen. Ferner umfassen die Ansaugkanäle einen Kanal 2 b, um Ansaug gas zur Achse des Brennraumes 15 hin in diesen einzuführen. Die Auslaßkanäle 5 a und 5 b verlaufen in der Draufsicht gerade.

Wie die Fig. 13 zeigt, ist die Kraftstoffeinspritzdüse 6 eine Mehrlochdüse zum Einspritzen von Kraftstoff. Die Anzahl der Einspritzöffnungen beträgt beispielsweise vier, wovon zwei Öffnungen in Fig. 13 gezeigt sind. Die Einspritzdüse 6 enthält einen Piezo-Antrieb 62, der auch ein Antrieb von elektromagnetischer Bauart sein kann, um ein Nadelventil 63 zu betätigen. Kraftstoff von einem Behälter 64 wird einem Kanal, der im Einspritzdüsen-Hauptteil 61 ausgebildet ist, zugeführt und durch die Einspritzöffnungen in den Brennraum eingespritzt.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist wenigstens eines der mehreren Lö cher der Kraftstoff-Einspritzdüse 6 so gerichtet, daß Kraft stoff zu einem Teil der Boden- oder Seitenfläche 9 a bzw. 9 b der tiefen Ausnehmung 9, der an einer stromaufwärtigen Seite der Zündkerze 1 in einer Richtung des im Brennraum 15 in der späten Phase Pl der Einspritzperiode P _H im Hochlastbetrieb der Maschine und in der gesamten Phase der Einspritzperiode P _L im Schwachlastbetrieb der Maschine liegt, eingespritzt wird. Der zu der stromauf von der Zündkerze 1 in der Wirbel richtung angeordneten Fläche hin eingespritzte Kraftstoff bewirkt, daß der am oberen Flächenteil verdampfte Kraftstoff die Zündkerze 1 erreicht und eine fette Gasschicht in einer sehr kurzen Zeitspanne bildet, wodurch eine störungsfreie Zündung gewährleistet wird.

Im folgenden werden die einzelnen Ausführungsformen gemäß der Erfindung erläutert.

Bei der ersten Ausführungsform umfaßt die flache Ausnehmung 10, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ein einziges konkaves Teil.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, umfaßt bei der zweiten Ausfüh rungsform die flache Ausnehmung 10 wenigstens zwei Konkav teile 10 A und 10 B, die an einer in der Draufsicht gesehenen Stelle ineinander übergehen.

Bei der dritten Ausführungsform, die in den Fig. 7-10 ge zeigt ist, weist der Kolben 8 an einem Teil seines Kolben bodens, der mit Bezug zur Kolbenachse auf der zur Einspritz düse 6 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, eine Erhe bung 11 auf, die nach oben vorsteht, so daß die Erhebung 11 einen Teil des Brennraumes 15, der zwischen der oberen Flä che der Erhebung 11 und der unteren Fläche 13 a des Zylinder kopfes 13 angeordnet ist, wenn der Kolben 8 seine höchste Stellung erreicht, ausfüllt. Die Erhebung 11 ist mit einer aufwärts verlaufenden Seitenfläche 11 a an der zur Zündkerze 1 gegenüberliegenden Seite und mit einer schräg aufwärts ver laufenden Oberfläche 11 b, die sich vom obersten Teil der Seitenfläche 11 a zum radial äußersten Umfang des Kolbens 8 erstreckt, versehen. In der oberen Fläche 11 b ist eine ab wärts gerichtete Vertiefung 11 c ausgebildet, um zu verhindern, daß die obere Fläche 11 b mit dem Auslaßventil 4 zusammenstößt, wenn der Kolben 8 in seiner höchsten Stellung ist. Die Sei tenfläche 11 a der Erhebung 11 verläuft in einer quer sowie rechtwinklig zu einer Verlängerung einer Linie, die die Achse der Zündkerze 1 und diejenige der Einspritzdüse 6 verbindet, sich erstreckenden Richtung gerade.

Bei der vierten Ausführungsform verläuft, wie in Fig. 11 und 12 gezeigt ist, die Seitenfläche 11 a′ der Erhebung 11, die der Seitenfläche 11 a bei der dritten Ausführungsform ent spricht, in einem zur Zündkerze 1 konkaven Bogen in einer Richtung, die sich quer zu einer Verlängerung einer die Ach se der Zündkerze 1 sowie die Achse der Einspritzdüse 6 ver bindenden Linie erstreckt.

Im folgenden wird die jederAusführungsform der Kraftstoff- Einspritzdüse gemeinsame Arbeitsweise erläutert.

Im Schwachlastbetrieb der Maschine ist die in den Brennraum 15 eingespritzte Kraftstoffmenge gering, weil die Einspritz periode P _L kurz ist, wie mit Bezug auf Fig. 14 erläutert wurde. Da der Kraftstoff spät eingespritzt wird und der Kol ben 8 in einer ausreichend hohen Stellung ist, strömt der von der Einspritzdüse 6 schräg eingespritzte Kraftstoff zur tiefen Ausnehmung 9 hin und haftet an den Flächen 9 a und/oder 9 b der tiefen Ausnehmung 9. Dann wird der Kraftstoff durch die Hitze des Kolbens 8 an den Flächen 9 a und 9 b verdampft. Der im Brennraum gebildete, durch die Ansaugluft vom Wirbel- Ansaugkanal 2 a hervorgerufene Wirbel S trägt dazu bei, die Verdampfung zu begünstigen und zu fördern. Da lediglich eine sehr kurze Zeitspanne gegeben ist, in der der Kolben 8 seine nahezu höchste Stellung erlangt und der verdampfte Kraftstoff gezündet wird, verbleibt nahezu der gesamte ver dampfte Kraftstoff in der tiefen Ausnehmung 9 und wird im wesentlichen nur mit der in dieser Ausnehmung 9 wirbelnden Luft gemischt. Insofern ist die Gasmischung in der tiefen Ausnehmung 9 ausreichend fett, um gut verbrannt zu werden. Der verdampfte Kraftstoff wird durch den Wirbel S zur Tasche 9 c geleitet und verbleibt kurzzeitig in dieser. Wenn der Kolben 8 zu seiner nahezu höchsten Stellung kommt und die Tasche 9 c das untere Endstück der Zündkerze 1 in sich auf nimmt, wird der verdampfte Kraftstoff in der Tasche 9 c durch die Zündkerze 1 gezündet, wobei sich die Verbrennung zum gänzlich gemischten, in der tiefen Ausnehmung 9 und im Brenn raum 15 wirbelnden Gas fortpflanzt. Auf diese Weise wird der gesamte Kraftstoff verbrannt. Bei einer Verbrennung im Schwachlastbetrieb der Maschine ist das Gasgemisch rund um die Zündkerze 1, d.h. das Gasgemisch in der Tasche 9 c, aus reichend fett, um gut verbrannt zu werden, weshalb die Zünd charakteristik sehr gut ist.

Im Hochlastbetrieb der Maschine ist die in den Brennraum 15 eingespritzte Kraftstoffmenge groß, weil die Einspritzperiode P _H lang ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 14 erläutert wurde. Die Verbrennung im Hochlastbetrieb umfaßt zwei Verbrennungs arten, d.h. die Verbrennung in der frühen Phase Pe der Ein spritzperiode P _H und die Verbrennung in der späten Phase Pl. Da in der frühen Phase Pe der Kolben 8 noch nicht in eine hohe Stellung gelangt ist, fließt der schräg von der Düse 6 eingespritzte Kraftstoff zur flachen Ausnehmung 10 hin und haftet an deren Flächen 10 a und/oder 10 b. Durch die Hitze vom Kolben 8 wird dann der Kraftstoff an den Flächen 10 a und/ oder 10 b verdampft. Der im Brennraum 15 gebildete Wirbel S trägt dazu bei, die Verdampfung zu fördern. Da eine ver gleichsweise lange Zeit zur Verfügung steht, bevor der ver dampfte Kraftstoff gezündet wird, wird die gesamte Menge an Kraftstoff, die an den Flächen 10 a und/oder 10 b der flachen Ausnehmung 10 haftet, perfekt und vollständig verdampft. Weil die Tiefe der flachen Ausnehmung 10 recht gering ist, fließt nahezu der gesamte verdampfte Kraftstoff oder dessen größter Teil aus der flachen Ausnehmung 10 zu einem großen Raum zwischen dem Kolben 8 sowie dem Zylinderkopf 13 und wird in ausreichender Weise mit der wirbelnden Luft gemischt. Der Wirbel S unterstützt das Mischen des verdampften Kraft stoffs mit der Luft, um eine gleichmäßige, in geeigneter Weise fette Gasmischung zu bilden. Andererseits fließt der von der Einspritzdüse 6 in der späten Phase Pl schräg einge spritzte Kraftstoff zur tiefen Ausnehmung 9 hin, weil der Kolben 8 in einer vergleichsweise hohen Stellung ist, und der an den Flächen 9 a und/oder 9 b der tiefen Ausnehmung 9 haf tende Kraftstoff wird wie im Fall der Verdampfung im Schwachlastbetrieb der Maschine verdampft, um eine geeignete fette Gasmischung in der tiefen Ausnehmung 9 und der Ta sche 9 c zu erzeugen. Wenn der Kolben eine nahe der höchsten Stellung liegende Stellung erreicht und die Tasche 9 c das untere Endstück der Zündkerze 1 aufnimmt, wird die in geeig neter Weise fette Gasmischung einschließlich des verdampften Kraftstoffs gezündet und verbrannt. Die Verbrennung pflanzt sich zu dem den in der späten Phase Pl eingespritzten Kraft stoff enthaltenden Gasgemisch in der tiefen Ausnehmung 9 und dann zu der gleichmäßigen, in geeigneter Weise fetten Gasmi schung, die den in der frühen Phase Pe eingespritzten Kraft stoff enthält, hin fort. Dadurch wird die gesamte Kraftstoff menge verbrannt und die Leistungscharakteristik im Hochlast betrieb der Maschine in hohem Maß verbessert. Auf diese Weise werden sowohl eine gute Zündcharakteristik im Schwachlastbe trieb als auch eine verbesserte Leistungscharakteristik im Hochlastbetrieb der Maschine in dieser in Übereinstimmung mit der Erfindung erlangt.

Im folgenden werden die auf der jeweils speziellen Ausbil dung der Kraftstoffeinspritzdüse beruhenden Wirkungen, die erhalten werden, erläutert.

Zuerst wird auf die für jede Ausführungsform gemeinsamen Wirkungen eingegangen.

Da die Zündkerze 1 nahe der Achse des Brennraumes 15 angeord net ist, und zwar insbesondere an der von den Ansaugkanälen 2 a und 2 b und von den Auslaßkanälen 5 a und 5 b umgebenen Stel le, und weil sie sich parallel zur Achse des Brennraumes 15 erstreckt, wird eine Störung im Standort zwischen der Zünd kerze 1 sowie den Kanälen oder deren Öffnungen verhindert. Der Ort der Einspritzdüse 6 am radial außenliegenden Teil des Brennraumes 15, insbesondere die Ausbildung derart, daß sich die Einspritzdüse 6 zwischen den Ansaugkanälen 2 a sowie 2 b befindet und sich in einer auf- sowie auswärtigen Richtung erstreckt, macht es im Zusammenwirken mit der Zündkerze 1 möglich, die Kerze 1 und die Einspritzdüse 6 in dem begrenz ten Raum der mehrere Kanäle aufweisenden Maschine ohne Schwierigkeiten zu montieren, wobei ein Anstieg in den Grö ßenabmessungen der Maschine nicht hervorgerufen wird. Diese Lagebeziehung zwischen der Zündkerze 1 und der Einspritzdüse 6 verhindert, daß von der Düse 6 eingespritzter Kraftstoff unmittelbar mit der Zündkerze 1 kollidiert oder auf diese trifft, und ermöglicht es im Zusammenwirken mit der Konstruk tion des Kolbens 8, der die flache sowie tiefe Ausnehmung 10 sowie 9 hat, den Kraftstoff auf jede der flachen und tie fen Ausnehmungen 10, 9 in Übereinstimmung mit den Maschinen belastungen sowie der Einspritzeinstellung zu spritzen, um dadurch die Verdampfung des Kraftstoffs zu begünstigen. Da durch wird im Vergleich zu einer Direkteinspritzung auf die Zündkerze die Verbrennungscharakteristik verbessert. Ferner wird durch die Anordnung der Zündkerze 1 nahe der Achse des Brennraumes 15 die Fortpflanzungsstrecke der Flamme so kurz wie möglich gemacht, was zur schnellen und perfekten Verbren nung des den verdampften Kraftstoff enthaltenden Gasgemischs beiträgt. Darüber hinaus wird durch die Anordnung der Ein spritzdüse 6 zwischen den Ansaugkanälen 2 a und 2 b ermöglicht, den Raum zwischen diesen Kanälen, der ein nicht zugänglicher oder nicht verfügbarer Totraum bei der mehrere Kanäle aufwei senden Maschine nach dem Stand der Technik war, als einen Raum für die Montage der Einspritzdüse 6 zu nutzen. Dadurch wird in wirksamer und vorteilhafter Weise eine kompakte Grö ßenabmessung der Maschine erzielt.

Die Anordnung der Achse der flachen Ausnehmung 10 mit einer Versetzung gegenüber der Achse des Kolbens 8 und der Achse der tiefen Ausnehmung 9 mit weiterer Versetzung gegenüber der Kolbenachse erlaubt es dem Wirbel S, sich allmählich in der zur Einspritzdüse 6 nahen Richtung zu bewegen, wenn der Kolben 8 eine Aufwärtsbewegung ausführt, so daß ein Teil des Wirbels S in die flache und tiefe Ausnehmung 10 und 9 strömt. Diese Bewegung des Wirbels S wird in starkem Maß erhalten, wenn der Kolben 8 in seiner nahezu höchsten Stellung ist. Dadurch wird in wirksamer Weise ein Ausströmen des in der tiefen Ausnehmung 9 befindlichen fetten Gasgemischs aus die ser verhindert, was zu einer guten Zündung beiträgt. Die Be wegung des Wirbels S wirkt auch dahingehend, das Wirbeln in der flachen sowie tiefen Ausnehmung 10 und 9 zu verstärken, weil die an einem Umfangsbereich des Wirbels S befindliche starke Strömung in die flache sowie tiefe Ausnehmung 10 und 9 hinein bewegt wird. Das verstärkte Wirbeln fördert die Ver dampfung des an den Flächen der flachen sowie tiefen Ausneh mung 10 sowie 9 haftenden Kraftstoffs. Die Versetzung der tiefen Ausnehmung 9 mit Bezug zur flachen Ausnehmung 10 und die tangentiale Berührung der kreisförmigen Umrisse der bei den Ausnehmungen an deren Teilen, die der Einspritzdüse 6 zunächst liegen, gewährleisten eine stabile Bewegung des Wir bels S in Richtung zur Einspritzdüse 6 hin. Die kreisförmige Ausbildung der Umrisse der tiefen Ausnehmung 9 und wenigstens des tiefsten Teils der flachen Ausnehmung 10 tragen dazu bei, den Wirbel S in der flachen sowie tiefen Ausnehmung 10 sowie 9 stark zu erzeugen und auch eine Abschwächung des Wirbels S zu verhindern.

Die Flächen 10 a und 10 b der flachen Ausnehmung 10 sowie die Flächen 9 a und 9 b der tiefen Ausnehmung 9 dienen jeweils als eine Fläche zur Verdampfung des Kraftstoffs. Dabei wirkt die Fläche 10 b der flachen Ausnehmung auch als eine Fläche, die verhindert, daß auf die Bodenfläche 10 a gespritzter Kraft stoff zur Innenwandfläche der Zylinderbohrung 12 fließt und dort anhaftet.

Die Tasche 9 c bewirkt ein kurzzeitiges Verweilen des verdampf ten Kraftstoffs in dieser, so daß dadurch eine gute Zündcha rakteristik erlangt wird. Ferner ruft die Tasche 9 c ein Stag nieren des Gasgemischs in dieser hervor, wodurch verhindert wird, daß die von der Zündkerze 1 erzeugte Flamme auf Grund einer zu starken Wirbelströmung in der tiefen Ausnehmung 9 ausgeblasen wird.

Durch den Wirbel-Ansaugkanal 2 a wird im Brennraum 15 ein Wir bel S hervorgerufen, der die Verdampfung des Kraftstoffs be günstigt. Die Strömung der durch den anderen Kanal 2 b in den Brennraum 15 eingeführten Ansaugluft (Ansauggas) kolli diert mit dem Wirbel S, und zwar vorzugsweise unter einem rechten Winkel, so daß dadurch wirksam Mikroturbulenzen her vorgerufen werden und die Brennbarkeit des Gasgemischs, ohne den Wirbel S zu schwächen, wesentlich verbessert wird. Da die Notwendigkeit, die Zündkerze 1 zwischen den Auslaßkanä len 5 a und 5 b anzuordnen, nicht besteht, weil die Zündkerze 1 nahe der Achse des Brennraumes 15 sich befindet, können die Auslaßkanäle 5 a und 5 b so angeordnet werden, daß sie sich in der Draufsicht geradlinig erstrecken, wodurch folg lich der Strömungswiderstand des Abgases herabgesetzt und die Leistungscharakteristik der Maschine verbessert werden.

Da die Einspritzdüse 6 als Mehrlochdüse für das Einspritzen des Kraftstoffs 7 ausgebildet ist, und zwar in mehreren Kraft stoffstrahlen 7 a, 7 b, 7 c und 7 d, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und da wenigstens eines der mehreren Löcher, beispielweise zwei Löcher, so gerichtet sind, Kraftstoffstrahlen 7 c und 7 d zu den Teilen der Flächen der Ausnehmungen, die in der Wirbelrichtung weiter stromauf als die Zündkerze 1 liegen, hin zu spritzen, kann der verdampfte Kraftstoff der einge spritzten Strahlen 7 c und 7 d in einer kurzen Zeitspanne zur Zündkerze 1 gelangen, um ein fettes Gasgemisch in der Tasche 9 c zu bilden. Dadurch wird eine zuverlässige Zündung gewähr leistet.

Im folgenden werden die speziellen Wirkungen einer jeden Aus führungsform erläutert.

Bei der ersten Ausführungsform, wobei die flache Ausnehmung 10 ein einzige Konkavteil umfaßt, werden alle oben beschrie benen Wirkungen erlangt.

Bei der zweiten Ausführungsform, wobei die flache Ausnehmung 10 mehrere Konkavteile 10 A und 10 B (Fig. 5) umfaßt, wird zu sätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform die Wir kung auf Grund der Konkavteile 10 A und 10 B erreicht, daß die Bewegung des Wirbels S gleichmäßiger als bei der ersten Aus führungsform ist.

Bei der dritten Ausführungsform, bei der die Erhebung 11 mit der gerade verlaufenden Seitenfläche 11 a vorgesehen ist, wird auf Grund der Erhebung 11 zusätzlich zu den Wirkungen der zweiten Ausführungsform die Wirkung erreicht, daß eine zusammengequetschte Strömung erzeugt wird. Insbesondere ruft die Erhebung 11 im Zusammenwirken mit der unteren Fläche 13 a des Zylinderkopfes 13 eine gequetschte Strömung hervor, die in der Richtung zur Einspritzdüse 6 hin fließt. Eine derar tige gequetschte Strömung ist üblicherweise stärker als ein Wirbel. Insofern wird die Bewegung des Wirbels S in der Rich tung zur Einspritzdüse 6 hin durch die gequetschte Strömung in hohem Maß begünstigt. Ferner trägt die gequetschte Strö mung dazu bei, die Flammenausbreitung in der Richtung zur Einspritzdüse 6 hin zu begünstigen und zu fördern, so daß die Verbrennung dadurch verbessert wird.

Bei der vierten Ausführungsform, wobei die Erhebung 11 mit der gekrümmten Seitenfläche 11 a′ vorhanden ist, wird zusätz lich zu den Wirkungen der dritten Ausführungsform die Wir kung erreicht, daß der Wirbel S nahezu unmöglich einer Schwä chung unterliegt.

Wenngleich lediglich einige Ausführungsformen gemäß der Er findung vorstehend im einzelnen erläutert wurden, so ist klar, daß dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre verschiedene Abwandlungen und Abänderungen an den speziellen Ausführungsformen an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims

1. Otto-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinsprit zung, die umfaßt:

- eine Kolben/Zylinder-Konstruktion mit einem Zylinder (12), mit einem im Zylinder hin- und hergehenden Kolben (8) und mit einem oberhalb des Zylinders angeordneten Zylinderkopf (13), wobei eine Innenwandfläche des Zylin ders (12), eine Kolbenkopffläche des Kolbens (8) und eine untere Fläche (13 a) des Zylinderkopfes (13) einen Brennraum (15) abgrenzen und die Kolben/Zylinder-Kon struktion zwei Ansaugkanäle (2 a, 2 b) sowie wenigstens einen Auslaßkanal (5) aufweist, die im Zylinderkopf aus gebildet sind und mit dem Brennraum (15) in Verbindung stehen,
- eine mit dem Zylinderkopf (13) verbundene, von der unte ren Fläche (13 a) des Zylinderkopfes (13) in den Brenn raum (15) hineinragende Zündkerze (1) und
- eine mit dem Zylinderkopf (13) verbundene sowie in den Brennraum (15) hineinragende Kraftstoff-Einspritzdüse (6),

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Kolben (8) in seiner Kolbenkopffläche eine fla che Ausnehmung (10) sowie eine tiefe Ausnehmung (9) auf weist, wobei beide Ausnehmungen (10, 9) einen Teil des Brennraumes (15) bilden,
- daß die Zündkerze (1) nahe einer Achse des Brennraumes (15) angeordnet ist und
- daß die Kraftstoff-Einspritzdüse (6) an einem radial außenliegenden Teil des Brennraumes (15) angeordnet ist und für diese eine Kraftstoff-Einspritzrichtung sowie eine Kraftstoff-Einspritzeinstellung für einen Betrieb der Maschine mit hoher sowie niedriger Last vorbestimmt sind und daß die Kraftstoff-Einspritzdüse (6) wenigstens ein Einspritzloch zum Einspritzen von Kraftstoff zur flachen Ausnehmung (10) hin in einer frühen Phase (Pe) eine Einspritzperiode (P _H) einer Kraftstoff-Einspritz einstellung im Betrieb der Maschine mit hoher Last und zur tiefen Ausnehmung (9) hin in einer späten Phase (Pl) der Einspritzperiode (P _H) der Kraftstoff-Einspritz einstellung im Betrieb der Maschine mit hoher Last sowie während einer gesamten Phase einer Einspritzperiode (P _L) einer Kraftstoff-Einspritzeinstellung im Betrieb der Maschine mit niedriger Last aufweist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Zündkerze (1) an einer Stelle angeordnet ist, die in radialer Richtung von den beiden Ansaugkanälen (2 a, 2 b) und dem Auslaßkanal (5) in einer zur Achse des Brennraumes (15) rechtwinkligen Richtung umgeben ist, und daß die Einspritzdüse (6) zwischen den beiden Ansaugkanä len (2 a, 2 b) liegt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Achse der Zündkerze (1), eine Achse der Kraftstoff-Einspritzdüse (6) und eine Achse des Kol bens (8) in einer gemeinsamen, die Achse des Brennraumes (15) einschließenden Ebene liegen und die Einspritzdüse (6) auf einer mit Bezug zur Achse des Brennraumes (15) entgegengesetzten Seite der Zündkerze (1) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zündkerze (1) von einem oberen Teil des Brennraumes (15) aufwärts im wesent lichen parallel zur Achse des Brennraumes (15) erstreckt und die Kraftstoff-Einspritzdüse (6) vom radial äußeren Teil des Brennraumes (15) in einer aufwärtigen sowie ra dial auswärtigen Richtung schräg verläuft.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse der flachen Ausneh mung (10) und eine Achse der tiefen Ausnehmung (9) von einer Achse des Kolbens (8) zur Seite der Einspritzdüse (6) hin versetzt sind und die Achse der tiefen Ausnehmung (9) weiter von der Achse des Kolbens (8) als die Achse der flachen Ausnehmung (10) versetzt ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umriß der tiefen Ausneh mung (9) und ein Umriß von wenigstens einem tiefsten Teil der flachen Ausnehmung (10) kreisförmig sind, wobei der kreisförmige Umriß des tiefsten Teils der flachen Ausneh mung (10) größer als der kreisförmige Umriß der tiefen Ausnehmung (9) ist, und daß die kreisförmigen Umrisse des tiefsten Teils der flachen Ausnehmung (10) sowie der tiefen Ausnehmung (9) sich tangential an der Kraftstoff- Einspritzdüse (6) zunächst liegenden Teilen berühren.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Ausnehmung (10) eine ebene Bodenfläche (10 a), die sich in einer zur Achse des Kolbens (8) rechtwinkligen Richtung erstreckt, sowie eine von einem radial äußersten Teil der Bodenfläche (10 a) der flachen Ausnehmung (10) aufwärts verlaufende Seiten fläche (10 b) hat und daß die tiefe Ausnehmung (9) eine ebene, in der zur Achse des Kolbens (8) rechtwinkligen Richtung verlaufende Bodenfläche (9 a) sowie eine aufwärts verlaufende Seitenfläche (9 b), die über eine Krümmung mit einem radial äußersten Teil der Bodenfläche (9 a) der tie fen Ausnehmung (9) verbunden ist, aufweist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der tiefen Ausnehmung (9) an einem mit Bezug zur Achse der tiefen Ausnehmung der Kraftstoff-Einspritzdüse (6) gegenüberliegenden Teil eine Tasche (9 c) ausgebildet ist, die einen unteren Endabschnitt der Zündkerze (1), wenn der Kolben (8) nahezu seine höch ste Stellung in seiner Hin- und Herbewegung erreicht, auf nimmt.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Ansaugkanäle (2) ein Wirbel-Ansaugkanal (2 a) ist, der Ansaugluft in den Brennraum (15) in einer zu einem Kreis, dessen Mitte auf der Achse des Brennraumes (15) liegt, tangentialen Rich tung einführt.

10. Brennkraftmaschine nach einem de Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Ansaugkanäle (2) ein Ansaugkanal (2 b) ist, der Ansaugluft in den Brennraum (15) in einer zur Achse des Brennraumes hin verlaufenden Richtung einführt.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Auslaßkanal (5) gerad linig in einer zur Achse des Brennraumes (15) rechtwinkli gen Richtung erstreckt.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Einspritzdüse (6) eine Mehrlochdüse zum Einspritzen von Kraftstoff um faßt.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der mehreren Löcher der Kraftstoff- Einspritzdüse (6) derart gerichtet ist, um Kraftstoff zu einem Teil der tiefen Ausnehmung (9), der an einer stromaufwärtigen Seite der Zündkerze (1) in einer Richtung eines Wirbels (S) im Brennraum (15) angeordnet ist, in einer späten Phase (Pl) der Einspritzperiode (P _H) im Be trieb der Maschine mit hoher Last und in der gesamten Pha se der Einspritzperiode (P _L) im Betrieb der Maschine mit niedriger Last einzuspritzen.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Ausnehmung (10) ein einziges Konkavteil umfaßt.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Ausnehmung (10) wenigstens zwei Konkavteile (10 A, 10 B) umfaßt, die mitein ander an einer in ihrer Draufsicht gesehenen Stelle zusam mentreffen.

16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse der flachen Ausneh mung (10) und eine Achse der tiefen Ausnehmung (9) gegen über der Achse des Brennraumes (15) zur Seite der Kraft stoff-Einspritzdüse (6) versetzt sind und der Kolben (8) an einem auf der mit Bezug zu seiner Achse entgegenge setzten Seite der Kraftstoff-Einspritzdüse (6) befindli chen Teil des Kolbenkopfes eine Erhebung (11) mit einer oberen Fläche (11 b) aufweist, die mit der unteren Fläche (13 a) des Zylinderkopfes (13) zusammen einen Teil des Brennraumes (15) bei der Bewegung des Kolbens zu seiner höchsten Stellung hin ausfüllt.

17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung (11) eine aufwärts verlaufende Seiten fläche (11 a) auf der der Zündkerze (1) gegenüberliegenden Seite aufweist, die sich in einer Querrichtung sowie recht winkligen Richtung zu einer Verlängerung einer Linie, die eine Achse der Zündkerze (1) und eine Achse der Kraft stoff-Einspritzdüse (6) verbindet, gerade erstreckt.

18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich net, daß die Erhebung (11) eine der Zündkerze (1) gegen überliegende, aufwärts verlaufende Seitenfläche (11 a′) hat, die sich in einem zur Zündkerze konkaven Bogen in einer Querrichtung zur Verlängerung einer die Achse der Zündker ze (1) sowie die Achse der Kraftstoff-Einspritzdüse (6) verbindenden Linie erstreckt.