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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
der Bauart mit Kraftstoffdirekteinspritzung.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bisher
ist eine geschichtete Ladungsverbrennung bekannt, die durch direktes
Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder erzeugt wird, um ein
Gemisch auszubilden, das bevorzugt nur in der Nähe einer Zündkerze zum Zündzeitpunkt
gezündet
werden kann (brennbares Gemisch), um ein mageres Gemisch in dem
Zylinder als ein Ganzes zu verbrennen. Um die geschichtete Ladungsverbrennung
auszuführen
wird im Allgemeinen Kraftstoff in der letzteren Hälfte des
Kompressionshubs eingespritzt. Es ist beabsichtigt, dass der derartig
eingespritzte Kraftstoff in eine konkave Verbrennungskammer fortschreitet, durch
Entnehmen von Wärme
von den Wandflächen der
Verbrennungskammer verdampft wird, durch die Gestalt der Verbrennungskammer
zu der Zündkerze hin
abgelenkt wird und ein brennbares Gemisch nahe der Zündkerze
ausbildet.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Mo. 9-158736 schlägt Einspritzen
des Kraftstoffes in der Gestalt eines flachen Fächers vor, der eine verhältnismäßig kleine
Dicke hat, durch Verwenden eines Kraftstoffeinspritzventils, das ein
Einspritzloch in der Gestalt eines Schlitzes hat. Im Vergleich zu
einem allgemeinen Kraftstoffsprühnebel,
der eine konische Gestalt hat, kann der somit eingespritzte Kraftstoff
Wärme von
einem weiten Bereich der Wandflächen
der Verbrennungskammer entnehmen, was es möglich macht, ein brennbares Gemisch
innerhalb einer kurzen Zeitdauer auszubilden und die Zeitgebung
zum Beenden der Einspritzung des Kraftstoffes zu verzögern. Somit
ist es möglich,
eine Menge an in der letzten Hälfte
des Kompressionshubs eingespritztem Kraftstoff zu erhöhen und
die Region der Verbrennung mit geschichteter Ladung zu Seite der
höheren
Motorlast zu erweitern.
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Nach
Auftreffen auf die Bodenwand der Verbrennungskammer verteilt sich
der in einer flachen Fächergestalt
eingespritzte Kraftstoff in die Richtung der Breite, während er
entlang der Bodenwand der Verbrennungskammer fortschreitet. Daher
kann der Kraftstoff bevorzugt durch Entnehmen von Wärme von
einem breiten Bereich der Bodenwand verdampft werden. Andererseits
muss jedoch, um eine Masse an brennbarem Gemisch nahe der Zündkerze
auszubilden, jeder Teil des Kraftstoffes, der in die Richtung der
Breite ausgebreitet ist, durch die Seitenwand, die dem Kraftstoffeinspritzventil
in der Verbrennungskammer zugewandt ist, nahe zu der Zündkerze
gerichtet sein. Die Seitenwand hat eine kreisförmige Bogengestalt in einer
Draufsicht. Daher wird, wenn der ausgebreitete Kraftstoff sich entlang
der Seitenwand der Verbrennungskammer nach Fortschreiten entlang
der Bodenwand aufwärts
bewegt, jedem Teil des Kraftstoffs eine Geschwindigkeitskomponente aufwärts und
eine Geschwindigkeitskomponente zu der Mitte der Breitenrichtung
des Kraftstoffsprühnebels
gegeben. Somit bewegt sich der ganze Kraftstoff nahe zu der Zündkerze, die über der
Mitte der Richtung der Breite des Kraftstoffsprühnebels angeordnet ist, und
eine Masse an brennbarem Gemisch ist in der Nähe der Zündkerze ausgebildet.
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Im
Allgemeinen ist die Zündkerze
oberhalb der Mitte der Breitenrichtung des Kraftstoffsprühnebels
und innerhalb der Seitenwand angeordnet, das heißt über dem Umfangsabschnitt der
Verbrennungskammer. Dementsprechend hat, um jeden Teil des Kraftstoffes
zu der Umgebung der Zündkerze
zu leiten, die Seitenwand einen Ablenkungsabschnitt, der innerhalb
der Verbrennungskammer geneigt ist, und der Ablenkungsabschnitt
und die Bodenwand der Verbrennungskammer sind durch einen kreisförmigen Bodenabschnitt
ineinander übergehend
verbunden. Der Winkel des Ablenkungsabschnitts mit der Bodenwand
der Verbrennungskammer und ein Radius des kreisförmigen Bogenabschnitts sind
wichtige Faktoren, um jeden Teil des Kraftstoffes sicher in die Nähe der Zündkerze
zu leiten. Wenn diese ungeeignet ausgewählt sind, kann in der Nähe der Zündkerze keine
Masse an brennbarem Gemisch ausgebildet werden und somit kann keine
gute geschichtete Ladungsverbrennung verwirklicht werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
der Bauart mit Kraftstoffdirekteinspritzung zu erschaffen, die ein
Kraftstoffeinspritzventil, das ein schlitzartiges Einspritzloch
hat, und eine konkave Mulde hat, die in der oberen Fläche des
Kolbens ausgebildet ist, in der der Kraftstoff, der in die Mulde
eingespritzt wird, nahe der Zündkerze
durch die Seitenwand der Mulde, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, geführt
wird, und die eine gute geschichtete Ladungsverbrennung durch eine spezielle
Gestalt der Seitenwand der Mulde verwirklichen kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine fremdgezündete
Brennkraftmaschine der Bauart mit Kraftstoffdirekteinspritzung geschaffen,
die eine Mulde, die an der oberen Fläche des Kolbens ausgebildet
ist, eine Zündkerze,
die der Innenseite der Mulde zugewandt ist, und ein Kraftstoffeinspritzventil
zum Einspritzen von Kraftstoff in die Mulde in nahezu der Gestalt
eines Fächers
hat, der eine verhältnismäßig kleine
Dicke hat, wobei die Mulde eine Bodenwand, auf die der eingespritzte
Kraftstoff zunächst
aufprallt, und eine Seitenwand hat, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, wobei die Seitenwand einen Ablenkabschnitt enthält, der
nahezu die Gestalt einer geraden Linie hat, und einen kreisförmigen Bogenabschnitt
hat, der den Ablenkabschnitt und die Bodenwand gleichmäßig in einem
vertikalen Schnitt verbindet, wobei ein Winkel des Ablenkabschnitts
mit der Bodenwand in einem Bereich von 50 bis 80 Grad liegt und
der Radius des Bogenabschnitts in einem Bereich von 5 bis 15 mm
liegt.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung, wie nachstehend aufgeführt, zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen verstanden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen:
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ist 1 eine
vertikale Schnittansicht, die ein Teil der fremdgezündeten Brennkraftmaschine
der Bauart mit Kraftstoffdirekteinspritzung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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ist 2 eine
Draufsicht eines Kolbens, der in 1 gezeigt
ist;
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ist 3 eine
vergrößerte vertikale
radiale Schnittansicht der Seitenwand, die dem Kraftstoffeinspritzventil
gegenüber
liegt, der Mulde, die an der oberen Fläche des Kolbens ausgebildet
ist;
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ist 4 ein
Ergebnis von Versuchen, das eine Beziehung zwischen einem Winkel
des Ablenkabschnitts an der Seitenwand, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, mit der Bodenwand und eine Drehmomentänderung
zeigt;
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ist 5 ein
Ergebnis von Versuchen, das eine Beziehung zwischen einer Kombination
einer Länge
des Ablenkabschnitts an der Seitenwand, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, und einem Radius des kreisförmigen Bogenabschnitts und eine
Drehmomentänderung
zeigt; und
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ist 6 ein
Ergebnis von Versuchen, das eine Beziehung zwischen einem Winkel
einer vertikalen Spitze des Ablenkabschnitts an der Seitenwand, die
dem Kraftstoffeinspritzventil zugewandt ist, und einer Drehmomentänderung
zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1 ist
eine vertikale Schnittansicht, die ein Teil der fremdgezündeten Brennkraftmaschine
der Bauart mit Kraftstoffdirekteinspritzung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine
Draufsicht eines Kolbens, der in 1 gezeigt
ist. In diesen Figuren bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen
Einlassanschluss und 2 bezeichnet einen Auslassanschluss.
Der Einlassanschluss 1 ist über ein Einlassventil 3 mit
dem Zylinder verbunden und der Auslassanschluss 2 ist über ein Auslassventil 4 mit
dem Zylinder verbunden. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet
einen Kolben und 6 bezeichnet eine Zündkerze, die nahe der Mitte
der oberen Wand des Zylinders angeordnet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 7 ist
an der Seite des Einlassanschlusses in dem oberen Abschnitt des
Zylinders angeordnet und spritzt Kraftstoff in einer flachen Fächergestalt
ein, die eine verhältnismäßig kleine
Dicke hat.
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In
einer Verbrennungsregion mit gleichförmiger Ladung, in der ein hoher
Motorleistungsausgang erforderlich ist, spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 7 eine
erforderliche Menge an Kraftstoff in den Einlasshub ein, um hierdurch
ein gleichförmiges
Ladungsgemisch in dem Zylinder zum Zündzeitpunkt auszubilden. Andererseits
spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 7 in einer Verbrennungsregion
mit geschichteter Ladung eine erforderliche Menge an Kraftstoff
in der letzten Hälfte
des Kompressionshubs ein. Eine konkave Mulde 8 ist an der
oberen Fläche
des Kolbens 5 ausgebildet. Die Mulde 8 hat eine
Bodenwand 8a und eine Seitenwand 8b, die dem Kraftstoffeinspritzventil 7 in
der letzten Hälfte
des Kompressionshubs zugewandt ist und ist an der Seite des Einlassanschlusses versetzt,
so dass die Zündkerze 6,
die nahe der Mitte der oberen Wand des Zylinders angeordnet ist,
dem Umfangsabschnitt der Mulde 8 zugewandt ist. Wie in 2 gezeigt
ist, hat der mittlere Abschnitt in Richtung der Höhe der Seitenwand 8b eine
kreisförmige Bogengestalt
in einer Draufsicht. Der Radius (r) der kreisförmigen Bogengestalt beträgt annähernd 40 mm.
Ferner sind in einer Draufsicht die Mitte des Einspritzlochs des
Kraftstoffeinspritzventils 7, die Mitte (C1) des Radius
(r) der kreisförmigen
Bogengestalt und die Mitte (C2) der Zündkerze 6 annähernd in
einer Linie und der Abstand zwischen der Mitte (C1) und der Mitte
(C2) in einer Draufsicht beträgt
annähernd
25 mm.
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Wie
in 1 gezeigt ist, tritt der gesamte Kraftstoff, der
in der letzten Hälfte
des Kompressionshubs eingespritzt wird, in die Mulde 8 ein,
die an der oberen Fläche
des Kolbens 5 ausgebildet ist, und kollidiert mit der Bodenwand 8a der
Mulde 8. Danach schreitet der Kraftstoff zu der Seitenwand 8b der
Mulde 8 fort, die dem Kraftstoffeinspritzventil 7 entlang der
Bodenwand 8a zugewandt ist. Jedem Teil des Kraftstoffs
ist eine Geschwindigkeitskomponente aufwärts und eine Geschwindigkeitskomponente
zu der Mitte in der Richtung der Breite des Kraftstoffsprühnebels
durch die kreisförmige
Bogengestalt der Seitenwand 8b in einer Draufsicht gegeben
und wird nahe der Zündkerze 8 abgelenkt.
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Da
der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzt
wird, eine flache Fächergestalt
mit einer verhältnismäßig kleinen
Dicke hat, wie in 2 gezeigt ist, schreitet der
Kraftstoff entlang der Bodenwand 8a des Hohlraums 8 fort,
während
er sich in die Richtung der Breite ausbreitet. Daher kann der Kraftstoff
Wärme von
einem weiten Bereich der Bodenwand 8a entnehmen. Obwohl
der Kraftstoff unmittelbar nach einer Einspritzung flüssig ist,
können alle
Teile des Kraftstoffs in die Richtung der Breite schnell verdampfen
und werden durch Konvergieren nahe der Zündkerze 6 eine Masse
an brennbarem Gemisch, das eine Konzentration hat, die eine vorteilhafte
Zündung
verursacht. Somit kann, wenn der Kraftstoff in einer flachen Fächergestalt
mit einer verhältnismäßig kleinen
Dicke eingespritzt wird, schnell verdampfen. Daher kann die Zeitgebung
zum Beenden der Einspritzung von Kraftstoff verzögert sein und eine verhältnismäßig große Menge
an Kraftstoff kann eingespritzt werden. Hier ist, wenn jeder Teil des
Kraftstoffs nahe der Zündkerze
zur Zündzeit
konvergieren kann, eine gute Zündung
sichergestellt und die Verbrennungsregion mit geschichteter Ladung kann
zu der Seite mit hoher Motorlast erweitert werden.
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In
anderen Worten kann, sogar wenn der Kraftstoff durch Verwenden des
Kraftstoffsprühnebels
mit der Fächergestalt
verdampft wird, wenn jeder Teil des Kraftstoffes in die Richtung
der Breite nicht nahe zu der Zündkerze 6 konvergiert
ist, kann die gute Verbrennung mit geschichteter Ladung nicht verwirklicht
werden. 3 zeigt eine vergrößerte vertikale
Radialschnittansicht der Seitenwand 8b, die dem Kraftstoffeinspritzventil
der Mulde 8 um die vertikale Linie, die durch die Mitte
(C1) der kreisförmigen Bogengestalt,
die eine Bogengestalt in einer Draufsicht hat, zugewandt ist. Wie
vorstehend erwähnt
ist, hat, da die Zündkerze 6 positioniert
ist, um der Innenseite der Mulde 8 zugewandt zu sein, die
Seitenwand 8b der Mulde 8 einen Ablenkungsabschnitt
(A), der an der Innenseite der Mulde 8 geneigt ist, wie
in 3 gezeigt ist. Ferner sind der Ablenkungsabschnitt
(A) und die Bodenwand 8a der Mulde 8 gleichmäßig durch
einen kreisförmigen
Bogenabschnitt (B) verbunden, so dass, wenn der Kraftstoff von der
Bodenwand 8a der Mulde 8 zu der Seitenwand 8b übergeht,
die Trägheitsenergie
des Kraftstoffes nicht erheblich sinkt. Um allen Kraftstoff sicher
in der Nähe der
Zündkerze 6 zusammen
zu führen,
muss die Gestalt der Seitenwand 8b der Mulde 8 geeignet
ausgewählt
sein.
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Insbesondere
ist es wichtig, einen Winkel (TH1) des Ablenkabschnitts (A) mit
der Bodenwand 8a zu setzen. Wenn dieser Winkel zu groß ist, ist
es schwierig, allen verdampften Kraftstoff in der Nähe der Zündkerze 6 zusammen
zu führen.
Daher wird die Konstellation des Gemisches nahe der Zündkerze 6 niedrig
und somit kann ein Fehlzünden
auftreten. Wie vorstehend erwähnt
ist, sind der Ablenkungsabschnitt (A) und der kreisförmige Bogenabschnitt
(B) ineinander übergehend
verbunden und in einem vertikalen Schnitt, wie in 3 gezeigt
ist, bildet der Ablenkungsabschnitt (A) eine Tangentenlinie des
kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) aus. Daher nähert
sich, wenn der Winkel (TH1) zu klein ist, ein eingeschlossener Winkel
des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) um seine Mitte 180 Grad und jedem Teil des Kraftstoffs,
wenn er entlang des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) fortschreitet, wird eine vertikale Drehkraft
gegeben und er wird vertikal gedreht. Daher schreitet der gesamte
Kraftstoff nicht entlang des Ablenkungsabschnitts (A). Somit wird
schließlich jeder
Teil des verdampften Kraftstoffs nicht in der Nähe der Zündkerze 6 zusammengeführt und
ein Fehlzünden
kann auftreten.
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4 ist
ein Ergebnis von Versuchen, die eine Beziehung zwischen einem Winkel
(TH1) des Ablenkungsabschnitts (A) an der Seitenwand 8b der Mulde 8 mit
der Bodenwand 8a und eine Drehmomentänderung zeigt. In den Versuchen
ist ein Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) auf 10 mm fixiert, ein Winkel einer vertikalen
Spitze (TH2) des Ablenkungsabschnitts (A) ist auf 45 Grad fixiert und
eine Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) ist auf 4 mm fixiert. Wenn nur
der Winkel (TH) variiert ist, wird eine Drehmomentänderung
gemessen. Hier ist eine Drehmomentänderung als ein Unterschied
zwischen Drehmomenten, die in zwei Zylindern erzeugt werden, definiert.
Und zwar ist, je mehr die Verbrennung instabil wird, desto größer die
Drehmomentänderung.
Wie in 4 gezeigt ist, wird, wenn ein Winkel (TH1) kleiner
als 50 Grad ist, eine Drehmomentänderung
sehr groß.
Ebenso wird, wenn ein Winkel (TH1) größer als 80 Grad ist, eine Drehmomentänderung
sehr groß.
Somit muss der Winkel (TH1) des Ablenkungsabschnitts (A) an der
Seitenwand 8b der Mulde 8 mit der Bodenwand 8a einen
Bereich von 50 bis 80 Grad haben. Daher kann eine Drehmomentänderung
kleiner als der maximal zulässige
Wert sein.
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5 ist
ein Ergebnis von Versuchen, die eine Beziehung zwischen einer Kombination
einer Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) an der Seitenwand 8b der
Mulde 8 und einem Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts (B)
und einer Drehmomentänderung
zeigt. In den Versuchen ist ein Winkel (TH1) des Ablenkungsabschnitts
(A) mit der Bodenwand 8a auf 65 Grad fixiert und ein spitzer
vertikaler Winkel (TH2) des Ablenkungsabschnitts (A) ist auf 45
Grad fixiert.
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Wie
in 5 gezeigt ist, wird, wenn ein Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts
(B) kleiner als 5 mm ist, eine Drehmomentänderung unabhängig von
einer Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) sehr groß. Dies beruht auf dem Nachstehenden.
Der Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) ist zu klein und somit wird der Kraftstoff plötzlich abgelenkt,
während
er von der Bodenwand 8a der Mulde 8 zu der Seitenwand 8b übergeleitet wird.
Daher fällt
die Trägheitsenergie
jedes Teils des Kraftstoffs stark und somit erreicht der gesamte
Kraftstoff zum Zündzeitpunkt
nicht die Nähe
der Zündkerze 6.
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Wenn
ein Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) mehr als 15 mm beträgt, wird eine Drehmomentänderung
unabhängig
von einer Länge (L)
des Ablenkungsabschnitts (A) sehr groß. Dies beruht auf dem Nachstehenden.
Der Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) ist zu groß und somit
wird der Kraftstoff behutsam abgelenkt, während er von der Bodenwand 8a der
Mulde 8 zu der Seitenwand 8b überführt wird. Daher fällt die
Trägheitsenergie
jedes Teils des Kraftstoffs wenig und somit hat jeder Teil des Kraftstoffs
bereits die Nähe
der Zündkerze 6 zum
Zündzeitpunkt
passiert.
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Somit
muss, um eine gute Verbrennung mit geschichteter Ladung zu verwirklichen,
in der Seitenwand 8b der Mulde 8, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, mindestens der Winkel (TH1) des Ablenkungsabschnitts
(A) mit der Bodenwand 8a zwischen 50 und 80 Grad gesetzt
werden und der Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts (B) muss
zwischen 5 und 15 mm gesetzt werden.
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Ferner
fällt,
wenn das Volumen der Mulde 8 zu groß ist, das Kompressionsverhältnis und
somit wird die Verbrennung mit geschichteter Ladung instabil. Andererseits
muss die Bodenwand 8a der Mulde 8 eine verhältnismäßig große Fläche haben,
so dass der Kraftstoffsprühnebel
mit der Fächergestalt
sich ausreichend in die Richtung der Breite ausbreiten kann. Dementsprechend
wird, wenn ein Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts (B)
auf nahezu 15 mm gesetzt ist, wenn eine Länge (L) des Ablenkungsabschnitts
(A) zu groß ist,
eine Tiefe der Mulde 8 ebenso groß und ein Volumen der Mulde 8 wird
zu groß.
Somit fällt
ein Kompressionsverhältnis
und eine Drehmomentänderung
wird groß.
Wenn ein Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitt (B) auf nahezu 5 mm gesetzt ist, sogar wenn eine
Länge (L)
des Ablenkungsabschnitts (A) zu einem gewissen Grad groß ausgeführt ist,
wird das Volumen der Mulde 8 jedoch nicht zu groß und somit
kann eine Drehmomentänderung
unterhalb des maximal zulässigen
Werts Aufrecht erhalten werden.
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In 5 sind
Kurvenlinien „60
/ R = L" und „15 / R
= L" gezeigt. Es
sollte verstanden werden, dass, wenn eine Beziehung zwischen einem
Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (P) und eine Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) „60 / R < L" beträgt, eine
Drehmomentänderung
größer als
der maximal zulässige
Wert wird, und wenn eine Beziehung zwischen einem Radius (R) des
kreisförmigen Bogenabschnitts
(B) und eine Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) „15 / R > L" ist,
wird eine Drehmomentänderung
größer als
der maximal zulässige Wert.
Somit kann, wenn der Winkel (1) des Ablenkungsabschnitts (A) mit
der Bodenwand 8a auf zwischen 50 und 80 Grad gesetzt ist,
wenn ein Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) auf zwischen 5 und 15 mm gesetzt ist und wenn
ein Beziehung zwischen einem Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts
(B) und einer Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) „60 / R > L > 15
/ R" beträgt, eine Drehmomentänderung
sicher unterhalb des maximal zulässigen
Werts sein.
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6 ist
ein Ergebnis von Versuchen, das eine Beziehung zwischen einem Winkel
einer vertikalen Spitze (TH2) des Ablenkungsabschnitts (A) an der
Seitenwand 8b der Mulde 8, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist, und einer Drehmomentänderung zeigt. In den Versuchen
ist ein Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) auf 10 mm fixiert und ein Winkel (TH1) des Ablenkungsabschnitts (A)
mit der Bodenwand 8a ist auf 65 Grad fixiert und ein Länge (L)
des Ablenkungsabschnitts (A) ist auf 4 mm fixiert. Wenn nur ein
Winkel einer vertikalen Spitze (TH2) variiert wird, wird eine Drehmomentänderung
gemessen. Wie in 6 gezeigt ist, wird, wenn ein
Winkel einer vertikalen Spitze (TH2) größer als 70 Grad ist, eine Drehmomentänderung
größer als
der maximal zulässige
Wert.
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Dies
beruht auf dem Nachstehenden. Wenn der spitze vertikale Winkel (TH2)
des Ablenkungsabschnitts (A) groß ist, sogar wenn jeder Teil
des Kraftstoffs, der entlang des Ablenkungsabschnitts (A) fortschreitet,
durch die Spitze des Ablenkungsabschnitts (A) passiert ist, tendiert
er, entlang des Ablenkungsabschnitts (A) vorzuschreiten. Daher kommt
nicht jeder Teil des Kraftstoffes vorteilhaft von der Spitze des Ablenkungsabschnitts
(A) und somit bewegt er sich nicht in die Nähe der Zündkerze 6. Dieses
Phänomen kann
leicht durch Vorstellen eines Falls verstanden werden, dass ein
Winkel einer vertikalen Spitze (TH2) des Ablenkungsabschnitts (A)
ein stumpfer Winkel nahe 180 Grad ist. Dementsprechend ist der Winkel
(TH1) des Ablenkungsabschnitts (A) mit der Bodenwand 8a auf
zwischen 50 und 80 Grad gesetzt, wenn ein Radius (R) des kreisförmigen Bogenabschnitts
(B) auf zwischen 5 und 15 mm gesetzt ist, wenn eine Beziehung zwischen
einem Radius (R) des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) und ein Länge
(L) des Ablenkungsabschnitts (A) auf „60 / R > L > 15
/ R" beträgt und wenn
ein spitzer vertikaler Winkel (TH2) des Ablenkungsabschnitts (A)
auf unter 70 Grad gesetzt ist, kann eine Drehmomentänderung
sicher unterhalb des maximal zulässigen
Werts gehalten werden. Hier hat, wie in 3 gezeigt
ist, die Spitze des Ablenkungsabschnitts tatsächlich eine kleine Abschrägung. Die
Abschrägung
macht die Ecke der Spitze des Ablenkungsabschnitts zu einem stumpfen
Winkel. Wenn die Ecke der Spitze ein spitzer Winkel ohne die Abschrägung ist,
wird die Spitze ein heißer
Punkt (hot spot). Die Abschrägung
ist klein genug, um nicht beachtet zu werden und somit kann der
Winkel (TH2) wie in 3 gezeigt ist, als ein spitzer
vertikaler Winkel des Ablenkungsabschnitts (A) erachtet werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die vertikale radiale Schnittform der Seitenwand der Mulde gleichmäßig. Dies
beschränkt
jedoch die Erfindung nicht. Wenn sich in jedem von dem vertikalen radialen
Teil der Seitenwand die Gestalt des Ablenkungsabschnitts (A) und
des kreisförmigen
Bogenabschnitts (B) in dem vorstehend erwähnten numerischen Wertebereich
erstreckt, kann eine Drehmomentänderung
unterhalb des maximal zulässigen Werts
Aufrecht erhalten werden.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre speziellen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, sollte es ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen
hierzu ausgeführt
werden können.
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Eine
fremdgezündete
Sprengkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung ist offenbart.
Die Maschine hat eine Mulde, die an der oberen Fläche des Kolbens
ausgebildet ist, eine Zündkerze,
die der Innenseite der Mulde zugewandt ist, und ein Kraftstoffeinspritzventil
zum Einspritzen von Kraftstoff in die Mulde in nahezu der Gestalt
eines Fächers,
der eine verhältnismäßig kleine
Dicke hat. Die Mulde hat eine Bodenwand, auf die der eingespritzte
Kraftstoff anfangs trifft und eine Seitenwand, die dem Kraftstoffeinspritzventil
zugewandt ist. Die Seitenwand hat einen Ablenkungsabschnitt, der
nahezu die Gestalt einer geraden Linie hat, und einen kreisförmigen Bogenabschnitt,
der den Ablenkungsabschnitt und die Bodenwand ineinander übergehend
in einem vertikalen Schnitt verbindet. Ein Winkel des Ablenkungsabschnitts
mit der Bodenwand liegt in einem Bereich von 50 bis 80 Grad. Ein
Radius des kreisförmigen
Bogenabschnitts liegt in einem Bereich von 5 bis 15 mm.