DE60023204T2 - Direkteingespritzte Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Artikel mit der Überschrift „Development of Diesel Engine for ,94 USA Emission Regulations" in p47–p52 von „Newly Develop Engines", veröffentlicht durch die Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. in 1965 zeigt die Reduzierung der Vormischverbrennung und die Unterstützung der diffusen Verbrennung, um die Stickoxide (NOx) und die Partikelmaterie (PM), emittiert durch einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, zu reduzieren.
  • Wenn eine Vormischverbrennung ausgeführt wird, wird die Kraftstoffeinspritzung weit im Voraus des oberen Totpunktes der Verdichtung eines Motorkolbens ausgeführt, wird der Kraftstoff während der Zündungsverzögerungszeitdauer verdampft und der Kraftstoff mit einem Male verbrannt.
  • Demzufolge erhöht sich, obwohl der Ausstoß von PM unterdrückt wird, wenn die Verbrennung plötzlich auftritt, die Verbrennungstemperatur und NOx tritt in großen Mengen auf. Demzufolge sollte die Vormischverbrennung unterdrückt werden, um das NOx zu reduzieren. Verschiedene Verfahren werden verwendet, um dies zu erreichen, z. B. die Abgasrückführung (EGR), die Verzögerung des Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunktes, ein höheres Verdichtungsverhältnis oder eine Reduzierung in der Größe der Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzers.
  • In der Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunktes ist die Temperatur der Brennkammer hoch und der Kraftstoff, der in der Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunktes eingespritzt wird, wird unmittelbar nach der Einspritzung verbrannt. Diese Art der Verbrennung wird als diffuse Verbrennung bezeichnet und wenn der gesamte Kraftstoff nicht auf einmal verbrannt wird, gibt es einen kleinen Temperaturanstieg infolge der Verbrennung und der Ausstoß von NOx vermindert sich.
  • Wenn jedoch der eingespritzte Kraftstoff verbrannt wird, ohne vollständig verdampft zu sein, ist das Mischen von Kraftstoff und Luft nicht vollständig und der Ausstoß von PM erhöht sich. Daher, um die Luftströmung in der Brennkammer zu unterstützen, um das Mischen von Kraftstoff und Luft zu unterstützen, ist ein tiefer Hohlraum in einem Kolben gebildet und die Ausbildung einer Quetschströmung durch die Einlassluft wird unterdrückt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn jedoch das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft erhöht wird, muss die Konstruktion des Motorkörpers, z. B. der Zylinderblock, die Pleuelstangen und die Kurbelwelle gegen die Erhöhung des Zylinderinnendrucks verstärkt werden. Dies verursacht eine Erhöhung im Gewicht, eine Erhöhung im Reibungsverlust und einem Ungleichgewicht der Kraftstoff-Kosten-Leistung.
  • Außerdem macht es das höhere Verdichtungsverhältnis der Einlassluft schwierig, einen allgemein üblichen Motorkörper für Dieselmotoren oder Benzinmotoren zu verwenden.
  • Andererseits, wenn ein kraftvolles Quetschen in der Brennkammer erzeugt wird, werden die Kühlverluste erhöht und die Kraftstoff-Kosten-Leistung wird verschlechtert.
  • Solch ein Quetschen reduziert auch die Startstabilität des Motors und unterstützt die Erzeugung von weißem Rauch bei niedriger Temperatur.
  • Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, den Verdichtungsdruck und die Sauerstoffkonzentration eines Dieselmotors zu reduzieren, ohne den Ausstoß von giftiger Materie zu erhöhen.
  • Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung das Quetschen abzuschwächen.
  • Zum Erreichen der oben genannten Ziele, sieht diese Erfindung einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend Anspruch 1 vor.
  • Diese Erfindung sieht auch ein Verfahren nach Anspruch 12 vor, um eine Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung zu ermöglichen.
  • Die Details sowie weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in dem Rest der Beschreibung fortgesetzt und werden in den beigefügten Zeichnungen gezeigt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung.
  • 2 ist eine Darstellung im Längsschnitt eines Motorkolbens des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung.
  • Die 3a–3D sind Diagramme einer Abgasrückführungsrate, der Brennkammercharakteristika und der giftigen Materieausstoßmenge in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung im Vergleich mit einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung des Standes der Technik.
  • Die 4A, 4B und 4C sind Diagramme, die eine Beziehung einer Kolbenspezifikation und eines maximalen Zylinder-Innendrucks (Pmax) in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung.
  • Die 5A und 5B sind Diagramme, die die Beziehungen einer Zylinderbohrung, des Bolzendurchmessers und einer Verdichtungshöhe in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung im Vergleich mit denen des Dieselmotors mit Direkteinspritzung und der Benzinmotoren des Standes der Technik zeigt.
  • Die 6A und 6B sind Diagramme, die die Beziehungen zwischen einer Motordrehzahl, dem Reibungsdrehmoment und dem maximalen Zylinder-Innendruck (Pmax) in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung im Vergleich mit denen des Dieselmotors mit Direkteinspritzung und der Benzinmotoren des Standes der Technik zeigt.
  • 7 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Form des Hohlraumes, des Wirbelverhältnisses und der Gasgeschwindigkeit (VZ) in der vertikalen Richtung in dem Hohlraum in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung zeigt.
  • 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Gasgeschwindigkeit (VZ) in einer vertikalen Richtung und dem Kühlverlust in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung zeigt.
  • Die 9a–9D sind Diagramme, die die Beziehungen zwischen dem Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt, dem Überschuss-Luftfaktor (λ), dem maximalen Druck (Pmax) in einem Zylinder, dem spezifischen Kraftstoffverbrauch (BSFC) und dem Drehmoment in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung im Vergleich mit dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung nach dem Stand der Technik zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, das die Gastemperatur in dem Zylinder während des Kurbelns des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung zeigt.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Verdichtungsverhältnis zeigt, bei dem der Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung, im Vergleich mit dem des Dieselmotors mit Direkteinspritzung des Standes der Technik, gestartet werden kann. Das Diagramm zeigt auch eine Wirkung entsprechend jedes Bauteils des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung.
  • 12 ist eine Längsschnittdarstellung einer veränderbaren Ventilbetätigungsvorrichtung eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
  • 13 ist eine Längsschnittdarstellung eines Kolbens des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
  • 14 ist ein Diagramm, das die Steuerbereiche eines Einlassventils des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Motorbelastung und einer Verbrennungsstarttemperatur des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung zeigt.
  • Die 16A–16c sind Diagramme, die eine Mengenveränderung von Stickoxiden (NOx), der Rauchmenge (ISF) und der thermischen Effektivität im Verhältnis zu dem Wirbelverhältnis und dem Hohlraumverhältnis in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung zeigt.
  • Die 17A–17D sind Diagramme, die eine Veränderung der Turbulenzenergie (TE), der Hohlraum-Innenumfangsgeschwindigkeit (Vθ), der Radialgeschwindigkeit (VR) und der Vertikalgeschwindigkeit (VZ) im Verhältnis zu dem Wirbelverhältnis und dem Hohlraumverhältnis in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung ist.
  • Die 18A–18D sind Diagramme, die das Verhältnis der Turbulenzenergie (TE), der Hohlraum-Innenumfangsgeschwindigkeit (Vθ), der Radialgeschwindigkeit (VR) und der Vertikalgeschwindigkeit (VZ) zu dem Kühlverlust, der Arbeitseffektivität, der NOX-Erzeugungsmenge (Stickoxide-Erzeugungsmenge) und einer Trockenruß-Erzeugungsmenge in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung zeigen.
  • Die 19A–19C sind Diagramme, die die thermische Effektivität, den maximalen Überschussluft-Faktor (λmax) und des maximalen Zylinder-Innendruck (Pmax) in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung mit denen von verschiedenen Dieselmotoren mit Direkteinspritzung vergleichen.
  • 20 ist ein Diagramm, das ein startfähiges Verbrennungsverhältnis in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung mit dem verschiedener Dieselmotoren mit Direkteinspritzung vergleicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • In Bezug auf die 1 der Zeichnungen weist ein Mehrfach-Zylinder-Dieselmotor mit Direkteinspritzung 1 einen Einlassverteiler 2, einen Einlasskanal 3, den Einlassverteiler 4 und den Abgaskanal 5 auf. Ein Abgasrückführungskanal 6 (EGR-Kanal 6), der einen Teil des Abgases des Abgaskanales 5 rückführt, ist mit dem Einlassverteiler 2 verbunden.
  • Die Strömungsrate des EGR-Kanals 6 wird durch ein EGR-Ventil 7 entsprechend des Signals von einer Steuerung 18 eingestellt.
  • Eine wassergekühlte Kühlvorrichtung 8 ist auf halbem Wege in dem EGR-Kanal 6 installiert, um das rückgeführt Abgas zu kühlen.
  • Ein Turbolader 10 für das Turboladen der Einlassluft, der die Abgasenergie verwendet, ist in dem Abgaskanal 5 vorgesehen.
  • Der Motor 1 ist mit einem veränderbaren Wirbelgenerator 31 versehen, der einen Wirbel in den Strom der Einlassluft, angesaugt in jede Brennkammer des Motors 1 einrichtet. Der Wirbelgenerator 31 steuert auch die Größe des Wirbels in dem Motorlaufzustand.
  • Der Motor 1 ist auch mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des „gemeinsame Schiene-Typs" versehen, durch den Kraftstoff in jede Brennkammer zugeführt wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung führt den unter Druck stehenden Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe 21 zu einem Kraftstoffeinspritzer 22, der in jedem Zylinder über einen Speicher 23 installiert ist, und der Kraftstoff wird durch den Kraftstoffeinspritzer 22 in den Zylinder durch den Kraftstoffeinspritzer 22 entsprechend einer Kraftstoffsignalausgabe aus der Steuerung 18 eingespritzt.
  • Der Kraftstoffeinspritzer 22 weist ein Magnetventil und eine Düse auf, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die -menge sowie die Piloteinspritzung werden über ein Einspritzsignal gesteuert.
  • Die Düse weist eine Düse hoher Kapazität auf, so dass der gesamte erforderliche Kraftstoff in einer Einspritz-Verzögerungsdauer eingespritzt werden kann.
  • Der durch den Speicher 23 gespeicherte Kraftstoffdruck, d. h., der Kraftstoffeinspritzdruck, wird durch die Steuerung der Kraftstoffpumpe 21 durch die Steuerung 18 entsprechend der Motorlaufbedingungen eingestellt.
  • In Bezug auf die 2 ist eine Brennkammer 14 durch einen Kolben 11 in jedem Zylinder 15 gebildet. Ein flacher, tellerförmiger Hohlraum 12, der ein Teil der Brennkammer 14 ist, ist in der Oberseite des Kolbens 11 gebildet.
  • Die Tiefe und der Durchmesser des Hohlraums 12 werden im Verhältnis zu dem Bohrungsdurchmesser D des Zylinders 15 bestimmt, mit anderen Worten, dem Durchmesser des Kolbens 12.
  • Zum Verwenden eines Motorkörpers gemeinsam für Dieselmotoren und Benzinmotoren wird es bevorzugt, dass die Höhe von der Mitte eines Kolbens 13 zu der Oberseite des Kolbens, d. h., die Verdichtungshöhe 0,45D oder geringer ist. Das Verdichtungsverhältnis ε in der Brennkammer 14 sollte auch kleiner als bei einem gewöhnlichen Dieselmotor sein, wo das Verdichtungsverhältnis 18 oder höher ist.
  • Um die Verdichtungshöhe gleich zu oder geringer als 0,45D festzulegen, wird es bevorzugt, die Tiefe des Hohlraums 12 geringer als 0,15D festzulegen. Um die Kühlverluste in der Brennkammer 14 zur Verbesserung der Kraftstoffkosten-Leistung zu vermindern, wird es bevorzugt, den Durchmesser des Hohlraums 12 größer als 0,6D festzulegen.
  • Falls die Tiefe und der Durchmesser des Hohlraums 12 festgelegt werden, den oben genannten Bedingungen zu genügen, kann das Verdichtungsverhältnis innerhalb eines bevorzugten Bereiches festgelegt werden.
  • Ein flacher, tellerförmiger Hohlraum 12, den oben genannten Bedingungen genügt, hat einen anderen Vorzug, d. h., er reduziert die Erzeugung von Kohlenwasserstoff (HC) und Rauch. Die Menge von HC und der bei einer niedrigen Temperatur beträchtlich erzeugte Rauch hängen von der Kraftstoffmenge ab, die an dem Innenumfang des Hohlraums anhaftet. Ein flacher, tellerförmiger Hohlraum reduziert die Menge des an dem Innenumfang des Hohlraums anhaftenden Kraftstoffs, so dass die Erzeugung von HC und von Rauch sogar dann unterdrückt werden, wenn das Verdichtungsverhältnis klein ist.
  • In Anbetracht der bevorzugten Bedingungen wird der Durchmesser des Hohlraums 12 auf 0,7D festgelegt, wobei die Tiefe auf 0,13D festgelegt ist, der Durchmesser des Kolbenbolzens 13 auf 0,25D festgelegt ist und die Verdichtungshöhe auf 0,35D festgelegt ist.
  • Das Verdichtungsverhältnis ε in der Brennkammer 14 wird infolge der Kompressionswirkung des Kolbens 11 auf 15 festgelegt, was ein kleiner Wert verglichen mit einem gewöhnlichen Dieselmotor ist.
  • Infolge der vorerwähnten Motoranordnung führt der Dieselmotor mit Direkteinspritzung 1 entsprechend dieser Erfindung eine Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung aus. Die Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung ist in Tokkai Hei 7-4287, veröffentlicht in 1995, Tokkai Hei 8-86521, veröffentlicht in 1996 und Tokkai Hei 11-107820, veröffentlicht in 1999, durch das Japanische Patentamt gezeigt.
  • Die Kühlvorrichtung 8 kühlt eine große Menge von Abgas, die in der Einlassluft über den Rückführungskanal 6 rückgeführt wurde.
  • Demzufolge wird Abgas von niedriger Temperatur in die Brennkammer 14 sogar dann zurückgeführt, wenn der Motor 1 bei einer hohen Belastung läuft. Auch wird der Temperaturanstieg in der Brennkammer 14 infolge der Verdichtung durch Vermindern des Verdichtungsverhältnisses auf 15 ε unterdrückt. Daher wird die maximale Verdichtungstemperatur in der Brennkammer 14 durch das Kühlen des rückgeführten Abgases und Verwenden eines niedrigen Verdichtungsverhältnisses beibehalten.
  • Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzer 22 wird bis zu dem oberen Totpunkt oder sogar später verzögert, und der Kraftstoff wird eingespritzt, wenn die Temperatur in der Brennkammer unter die maximale Verdichtungstemperatur gefallen ist.
  • Die Zündverzögerungszeitdauer bis der eingespritzte Kraftstoff zündet ist länger, je niedriger die Temperatur in der Brennkammer 14 ist. Andererseits beendet infolge der hohen Kapazität des Kraftstoffeinspitzer 22 die Kraftstoffeinspritzung innerhalb der Zündverzögerungszeitdauer. Zum Beendigen der Kraftstoffeinspritzung innerhalb der Zündverzögerungszeitdauer, d. h., um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden, bevor die Zündung einsetzt, werden die Ausgangswerte eines Zylinder-Innendrucksensors oder eines Motordrehzahlsensors voneinander unterschieden oder zweimal unterschieden, um den Zündzeitpunkt zu berechnen, und der Kraftstoffeinspritzdruck und der -zeitpunkt werden auf der Grundlage dieses Zündzeitpunktes festgelegt.
  • Durch Verlängern der Zündverzögerungszeitdauer und Einspritzen des gesamten Kraftstoffs innerhalb dieser Zeitdauer wird die Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffes unterstützt. Auch wenn das Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 14 eine große Menge von rückgeführtem Gas enthält, wird die Sauerstoffkonzentration bei einem niedrigen Niveau beibehalten.
  • Als ein Ergebnis wird der eingespritzte Kraftstoff infolge der Verstärkung der Verdampfung sehr leicht verbrannt, aber wenn die Sauerstoffkonzentration niedrig ist, findet die Vormischverbrennung schnell statt, ohne einen großen Temperaturanstieg zu verursachen.
  • Die Vormischverbrennung, die unter diesen Bedingungen stattfindet, ruft keine große Verzögerung in der Verbrennung verglichen mit der gewöhnlichen Verbrennung unter einem hohen Verdichtungsverhältnis hervor.
  • Durch das ausführen der Vormischverbrennung bei einer niedrigen Temperatur auf diese Weise wird PM auf einem niedrigen Niveau unterdrückt. Die Erzeugung von NOx ist auch sehr niedrig, da die maximale Temperatur und der Druck niedrig sind.
  • Der Kolbenhohlraum 12, der ein Teil der Brennkammer 14 ist, hat eine tellerförmige Form von großem Durchmesser infolge des vorerwähnten Festlegens. Demzufolge ist das in der Brennkammer 14 in dem Verdichtungshub des Kolbens 11 erzeugte Quetschen nicht stark und es gibt eine geringe Turbulenz in der Gasströmung in der Brennkammer 14. Demzufolge wird der Kühlverlust, der in der Gasströmung in einer vertikalen Richtung entlang der inneren Umfangsoberfläche des Hohlraums 12 strömt, unterdrückt. Als ein Ergebnis wird die thermische Effektivität des Motors 1 verbessert und obwohl der Start der Verbrennung verzögert ist, ist das Ende der Verbrennung nicht verzögert und eine bevorzugte Kraftstoff-Kosten-Leistung wird erreicht.
  • Durch das Festlegen eines niedrigen Verdichtungsverhältnisses wird der Druck in der Brennkammer 14 vermindert und auch der Verdichtungsverlust ist klein, was zu einer Verbesserung der Kraftstoff-Kosten-Leistung beiträgt. Außerdem, so wie die maximale Verbrennungstemperatur und der Druck niedrig sind, wird die Motorlebensdauer verbessert, was bedeutet, dass der Motor noch leichter im Gewicht durch Reduzieren der Dicke des Kolbens und der Pleuelstangen gemacht werden kann.
  • Die oben genannten Merkmale dieser Erfindung werden nun in weiteren Details in Bezug auf die experimentellen Ergebnisse beschrieben.
  • Die 3A–3D vergleichen das Verhältnis der Vormischverbrennung, den Unterschied zwischen der Einspitzzeitdauer und die Zündverzögerungszeitdauer, die Raucherzeugungsmenge und die NOx-Erzeugungsmenge in diesem Dieselmotor mit Direkteinspritzung im Vergleich mit einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung des Standes der Technik, wenn die Abgasrückführungsrate (EGR-Rate) und der Überschuss-Luftfaktor λ verändert wird. Die Merkmale des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung sind durch durchgehende Linien gezeigt und die Merkmale des Dieselmotors mit Direkteinspritzung des Standes der Technik sind durch gepunktete Linien gezeigt.
  • In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung, verglichen mit dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung des Standes der Technik, überschreitet die Zündverzögerungszeitdauer die Zündzeitdauer infolge der Verlängerung der Zündverzögerungszeitdauer, und das Verhältnis der Vormischverbrennung wird beträchtlich erhöht. Die Raucherzeugung wird sogar in dem Bereich, in dem der Überschuss-Luftfaktor λ klein ist, gering unterdrückt.
  • Die 4A–4D zeigen die Beziehungen zwischen dem maximalen Zylinder-Innendruck (Pmax), dem Kolbengewicht, der Verdichtungshöhe und dem Kolbenbolzendurchmesser in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung.
  • Der Kolben, der in einem im Wesentlichen Dieselmotor mit Direkteinspritzung verwendet wird, hat einen tiefen Kolbenhohlraum, so dass der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) hoch ist und eine große Beanspruchung in dem Kolben erzeugt wird. Mit anderen Worten, wenn der Zylinder-Innendruck (Pmax) niedrig ist, können der Kolben und die Kolbenbolzennabe dünn gemacht werden, das Kolbengewicht und die Verdichtungshöhe können reduziert werden und der Kolbenbolzendurchmesser kann kleiner gemacht werden.
  • Die 5A und 5B zeigen jeweils die Beziehungen zwischen dem Zylinderbohrungsdurchmesser (D), der Verdichtungshöhe und dem Kolbenbolzendurchmesser in einem Dieselmotor und einem Benzinmotor. Entsprechend dieser Erfindung könnten, wenn der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) niedrig ist, die Verdichtungshöhe und der Kolbendurchmesser in einem Bereich eines Benzinmotors angeordnet werden.
  • Die 6a und 6B, der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) und das Reibungsdrehmoment in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung werden mit dem vorherigen Dieselmotor mit Direkteinspritzung und einem Benzinmotor des Standes der Technik verglichen. Infolge des niedrigen Verdichtungsverhältnisses und des leichten Gewichts der sich bewegenden Hauptteile in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung, haben der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) und das Reibungsdrehmoment beide Werte, die denen eines Benzinmotors nahe kommen. Wenn der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung auf ungefähr 10 Megapascals (MPa) und höchstens 12 MPa gedrückt wird, was in derselben Größenordnung wie der eines Benzinmotors, ausgerüstet mit einem Turbolader ist, kann die Reibung beträchtlich reduziert werden.
  • Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzung bei einem höheren Druck als in einem Benzinmotor ausgeführt wird, ist eine Erhöhung der Reibung um einen entsprechenden Betrag selbst in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung unvermeidbar.
  • 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Wirbelverhältnis und der Gasgeschwindigkeit (VZ) in einer vertikalen Richtung innerhalb des Zylinders im Verhältnis zu dem Hohlraumdurchmesser und dem Zylinderbohrungsdurchmesser (D) (Hohlraumverhältnis). Durch das Verwenden eines Hohlraumes mit großem Durchmesser vermindert sich die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ). Ebenso vermindert sich die Gasgeschwindigkeit (VZ) in der vertikalen Richtung, je größer das Wirbelverhältnis durch den variablen Wirbelgenerator 31 vorgenommen wird.
  • 8 zeigt die Beziehung zwischen der Gasgeschwindigkeit (VZ) und dem Kühlverlust während der Verbrennung. Entsprechend der Form des Hohlraums des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung, wenn die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ) klein ist, sind die Kühlverluste auch klein. Wenn die Kühlverluste reduziert sind vermindert sich selbstverständlich der Kraftstoffverbrauch dementsprechend, und die Motorstartstabilität verbessert sich.
  • Die 9A–9D vergleichen die Ausgangsmerkmale eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung mit verschiedenen Typen von Dieselmotoren mit Direkteinspritzung.
  • Wie aus den Figuren gesehen werden kann, wenn der Kraftstoffzündzeitpunkt verzögert ist, vermindert sich der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) überall und die Kraftstoffverbrauchsrate (BSFC) erhöht sich, während sich zu derselben Zeit das Ausgangsdrehmoment vermindert. Die Kraftstoffverbrauchsrate (BSFC) wird nachteilig beeinflusst, wenn der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt früher oder später als ein bestimmter Zeitpunkt ist. Der Überschussschuss-Luftfaktor λ für eine identische Rauchkonzentration erhöht sich, je später der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ist.
  • In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung wird durch Verminderung des Verdichtungsverhältnisses der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) im Verglich mit anderen Motoren beträchtlich reduziert, und infolge der Verminderung der Reibung und der vertikalen Gasgeschwindigkeit (VZ), die daraus resultiert, wird die Kraftstoffverbrauchsrate (BSFC) auf niedrig gedrückt und das Ausgangsdrehmoment kann erhöht werden. Außerdem können infolge der Verminderung des maximalen Zylinder-Innendrucks (Pmax) die sich bewegenden Hauptmotorteile leichter im Gewicht ausgelegt werden und die Reibung ist ungefähr dieselbe wir in dem Benzinmotor, so dass das Drehmoment und der Kraftstoffverbrauch, wie in den Figuren gezeigt, beträchtlich verbessert werden.
  • Weiter ist noch in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung, wenn mit dem Dieselmotor des Standes der Technik verglichen wird, das Volumenverhältnis des Gasvolumens in dem Zylinder an dem oberen Totpunkt zu dem Volumen des Kolbenhohlraums groß. Demzufolge wird der Überschuss-Luftfaktor λ für eine identische Rauchkonzentration niedriger gehalten, als in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung nach dem Stand der Technik.
  • Wenn jedoch das Verdichtungsverhältnis des Motors niedrig gemacht ist, werden die Motorstartmerkmale gewöhnlich nachteilig beeinflusst. Die 10 zeigt die Beziehung des Verdichtungsverhältnisses und der verdichteten Innengastemperatur zur Kurbeldrehzahl.
  • Wenn das Verdichtungsverhältnis vermindert wird, fällt die Temperatur des verdichteten Gases, so dass die Startfähigkeit verschlechtert wird. Wie jedoch aus dem Diagramm klar ist, wird in der Nähe von 50 U/min, was eine Kurbeldrehzahl für sehr niedrige Starttemperatur ist, die Veränderung der Temperatur des komprimierten Gases mehr von der Kurbeldrehzahl, als von dem Verdichtungsverhältnis abhängen.
  • In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung wird durch die Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses und dadurch, dass die sich bewegenden Hauptteile im Gewicht leichter gemacht werden, die Kurbeldrehzahl um ungefähr 10–20 U/min erhöht. Daher kann sogar wenn das Verdichtungsverhältnis niedrig ist, die Temperatur des verdichteten Gases erhöht werden.
  • Die 11 zeigt die Verdichtungsverhältnisse, bei denen verschiedene Typen von Dieselmotoren mit Direkteinspritzung gestartet werden können.
  • In dem Dieselmotor entsprechend dieser Erfindung wird infolge der Erhöhung der Kurbeldrehzahl, die aus einer geringeren Reibung und der Verminderung der Kühlverluste resultiert, das Verdichtungsverhältnis ε, bei dem das Starten möglich ist, auf 15 reduziert. In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung des Standes der Technik beträgt das Verdichtungsverhältnis 18, bei dem das Starten ausgeführt wird. Sogar in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung nach dem Stand der Technik kann durch Vorsehen einer Kraftstoffeinspritzung der Art gemeinsame Schiene, die den Einspritzzeitpunkt während des Startens beträchtlich vorschieben kann und den Kraftstoffdruck erhöht, das Verdichtungsverhältnis auf weniger als 18 beträchtlich reduziert werden.
  • Wie aus dem oben Vorgetragenen verstanden wird, wird in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung die Motorabgaszusammensetzung verbessert, die Ausgangsleistung verstärkt und auch eine gute Startfähigkeit beibehalten. Außerdem ist in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend dieser Erfindung das Verdichtungsverhältnis niedrig und der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) ist auch niedrig. Überdies ist kein tiefer Hohlraum in dem Kolben 11 notwendig, so dass die Verdichtungshöhe auch gering ist. Demzufolge können die Bauteile für den Motorkörper, z. B. für den Zylinderblock, die Pleuelstangen und die Kurbelwelle mit einem Benzinmotor geteilt werden, der dieselbe Zylinderkapazität hat.
  • Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf die 12–14 beschrieben.
  • Der Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispieles dadurch, dass er eine, wie in der 12 gezeigte, veränderbare Ventilvorrichtung und einen sehr fla chen, tellerförmigen Hohlraum, gezeigt in der 13, aufweist. Die verbleibenden Merkmale der Konstruktion sind identisch mit jenen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • In Bezug auf die 12 ist eine veränderbare Ventilvorrichtung 41 eine Vorrichtung, die den Zeitpunkt des Einlassventiles 42 verändert. Das Einlassventil 42 jedes Zylinders öffnet oder schließt entsprechend der Verlagerung eines Kolbens 43. Mit anderen Worten, wenn ein Öldruck auf den Kolben 43 wirkt, wird das Einlassventil 42 nach unten gegen eine Ventilfeder 44 gepresst, so dass es öffnet. Wenn der Öldruck aufgehoben wird, schließt die Ventilfeder 44 das Einlassventil 42.
  • In einem Vier-Zylindermotor, um den Öldruck zu steuern, der auf den Kolben 43 wirkt, wird der in einem Speicher 48 gespeicherte Öldruck über eine Pumpe wahlweise zu jedem von einem Paar der Hauptkreisläufe 47 über ein Paar von Öldruck-Zuführungsventilen 45 zugeführt. Ein Paar von Öldruck-Freigabeventile 46 ist auch vorgesehen, um den Kraftstoffdruck in den Hauptkreisläufen 47 aufzuheben.
  • Ein Umschaltventil 49 ist in jedem der Hauptkreisläufe 47 vorgesehen. Eines der Umschaltventile 49 verbindet wahlweise einen der Kolben 43 von einem Zylinder #1 und von einem Zylinder #4 mit dem entsprechenden Hauptkreislauf 47 entsprechend des Kurbelwinkels des Motors. Das andere Umschaltventil 49 verbindet wahlweise einen der Kolben 43 von einem Zylinder #2 und von einem Zylinder #2 und von einem Zylinder #3 mit dem Haupt- Kreislauf 47 entsprechend des Kurbelwinkels des Motors.
  • Wenn jedes der Öldruckventile 45 öffnet, wirkt ein Hochdruck auf einen der Kolben 43 über den Hauptkreislauf 47 und das entsprechende Umschaltventil 49 und demzufolge öffnet das Einlassventil 42. Wenn sich das Öldruck-Zuführungsventil 45 schließt, ist das Öldruck-Freigabeventile 46 desselben Hauptkreislaufes 47 offen ist, wird der Öldruck in dem Hauptkreislauf 47 aufgehoben und das Einlassventil 42 schließt sich.
  • Demzufolge kann durch Steuern die Funktion der Öldruck-Zuführungsventile 45 und der Öldruck-Freigabeventile 46 der Öffnungszeitpunkt und die Ventilöffnungszeitdauer 42 gesteuert werden.
  • In Bezug auf die 13 ist ein flacher tellerförmiger Hohlraum 12A über den gesamten Bereich der Oberseite des Kolbens 11 in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels gebildet ist, so dass die Erzeugung eines Quetschens in der Brennkammer beträchtlich begrenzt wird. Falls der Zylinderbohrungsdurchmesser D ist, ist der Durchmesser des Hohlraums 12A größer als 0,7D und die Tiefe des Hohlraums 12A geringer als 0,13D.
  • In Bezug auf die 14 ist in dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles, der Einlassventilschließzeitpunkt in dem Fahrbereich, wo die Motordrehzahl und das Motordrehmoment, in Bezug auf die Motor belastung beide klein sind, vorverschoben. Normalerweise wird, um die Luftladeeffektivität bei hoher Drehzahl zu erhöhen, das Einlassventil 42 für einige Zeit, nachdem der Kolbenverdichtungshub startet, offen gelassen, aber in dem niedrigen Drehzahlbereich wird durch früheres Schließen des Einlassventiles, so dass der Schließzeitpunkt den unteren Totpunkt erreicht, das effektive Verdichtungsverhältnis erhöht.
  • Die 15 zeigt eine Beziehung zwischen der Motorbelastung und der Temperatur der Brennkammer, wenn die Verbrennung in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles unter der Voraussetzung, dass das Verdichtungsverhältnis konstant ist, startet.
  • Im Allgemeinen erhöht sich die Temperatur, je höher die Belastung ist. Durch das Schließen des Einlassventiles 42, in der Nähe des unteren Totpunktes in dem Niedriglastbereich, kann das effektive Verdichtungsverhältnis leicht die Temperatur beibehalten, die für eine Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung selbst bei einem Verdichtungsverhältnis ε = 13 erforderlich ist.
  • Durch das Übernehmen einer flachen tellerförmigen Form des Hohlraums 12a des Kolbens 11 vermindert sich, wie in den 16A–16C gezeigt, die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ), die Kühlverluste werden reduziert und die thermische Effektivität wird verbessert. Zu der gleichen Zeit trägt der größere Durchmesser des Hohlraums infolge der sehr flachen Tellerform dazu bei, die NOx-Abgabe zu der Zeit des Wirbelverhältnisses zu reduzieren und die Abgabemenge des Rauchs (ISF) zu erhöhen.
  • Die 17A–17D zeigen die Veränderung der Turbulenzenergie (TE), die Gasgeschwindigkeit (Vθ) in der inneren Umfangsrichtung des Hohlraums, die Gasgeschwindigkeit (VR) in der radialen Richtung des Hohlraums und die Gasgeschwindigkeit (VZ) in der vertikalen Richtung, die repräsentative Werte der Gasströmung in der Brennkammer sind. Die Geschwindigkeitskomponenten sind Absolutwerte, die von der Richtung unabhängig sind.
  • 18 zeigt die Wirkung der Turbulenzenergie (TE), der Gasgeschwindigkeit (Vθ) in der inneren Umfangsrichtung des Hohlraumes, die Gasgeschwindigkeit (VR) in der radialen Richtung des Hohlraumes und die Gasgeschwindigkeit (VZ) auf den Kühlverlust, die Arbeitseffektivität, die NOx-Erzeugungsmenge und den Rauch-(Trockenruss-)Erzeugungsmenge bei einer feststehenden Motordrehzahl und Motorbelastung.
  • Die Arbeitseffektivität, die NOx-Erzeugungsmenge und die Raucherzeugungsmenge werden durch die Turbulenzenergie (TE) und die Gasgeschwindigkeit (Vθ) in der inneren Umfangsrichtung des Hohlraums beträchtlich beeinflusst. Andererseits werden die Kühlverluste durch diese Faktoren nicht beeinflusst, werden aber durch die radiale Gasgeschwindigkeit (VR) und die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ) in dem Hohlraum beträchtlich beeinflusst. Demzufolge kann, wenn die Turbulenzenergie (TE) bei oder oberhalb eines konstanten Wertes gehalten wird, während die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ) reduziert wird, die Arbeitseffektivität verbessert werden und die Raucherzeugungsmenge kann reduziert werden, während die Kühlverluste auf einem niedrigen Niveau beibehalten werden.
  • Zum Reduzieren der Gasgeschwindigkeit ist es aus 17C wünschenswert, den Durchmesser des Hohlraums zu erhöhen. Auch um die Turbulenzenergie (TE) bei oder oberhalb eines festen Wertes beizubehalten, ist es aus der 17B wünschenswert, das Wirbelverhältnis zu erhöhen.
  • In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles wird ein kräftiger Einlasswirbel hauptsächlich in dem Niedriglastbereich durch den veränderbaren Wirbelgenerator 31 festgelegt und die vertikale Gasgeschwindigkeit (VZ) wird durch Verwenden des sehr flachen tellerförmigen Hohlraum 12A reduziert, so dass die Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs vermieden wird, während die Raucherzeugung unterdrückt wird.
  • Die 19A–19C vergleichen den maximalen Zylinder-Innendruck (Pmax), den maximalen Überschussluft-Faktor (λmax) und die thermische Effektivität in dem Fall des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles, des Dieselmotors mit Direkteinspritzung entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles und des Dieselmotors mit Direkteinspritzung des Standes der Technik. Die Diagramme zeigen auch eine Wirkung entsprechend jedes Bauteils der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel wird infolge des großen Durchmessers, der geringen Verdichtung und der resultierenden geringen Reibung in dem ersten Ausführungsbeispiel, die thermische Effektivität verbessert und der maximale Zylinder-Innendruck (Pmax) fällt ab. In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden, wenn nur der sehr flache Tellerhohlraum verwendet wird, die Kühlverluste reduziert, aber die thermische Effektivität wird infolge der Verminderung der Arbeitseffektivität nicht so sehr verbessert. Jedoch wird durch das Erhöhen der Turbulenzenergie, die aus der Erhöhung des Wirbelverhältnisses resultiert, die Arbeitseffektivität verbessert, die thermische Effektivität verbessert sich und die Raucherzeugungsmenge wird reduziert. Außerdem fällt der maximale Überschussluft-Faktor (λmax).
  • Das Verdichtungsverhältnis, bei dem der Motor gestartet werden kann, wird nun in Bezug auf die 20 beschrieben. In dem Dieselmotor mit Direkteinspritzung entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels werden die Kühlverluste infolge des sehr flachen tellerförmigen Hohlraums reduziert und das effektive Verdichtungsverhältnis wird infolge der veränderbaren Ventilvorrichtung 41 erhöht, wobei die Verdichtungstemperatur auf die Temperatur angehoben werden kann, die für den Start des Motors sogar bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis erforderlich ist. Demzufolge wird eine gute Startfähigkeit selbst bei einem Verdichtungsverhältnis ε = 13 beibehalten.
  • Die Inhalte der Tokugan Hei 11-76222, mit einem Einreichungsdatum 13. März 1999 in Japan sind hierdurch in Bezug enthalten.
  • Obwohl die oben vorgestellte Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden für diejenigen, die Fachleute auf dem Gebiet der Technik sind, im Lichte der obigen Lehren auftreten.
  • Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, in der ein exklusives Urheberrecht oder Sonderrecht beansprucht wird, sind wie folgt definiert.

Claims (13)

  1. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung, der den Kraftstoff direkt in die Brennkammer (14) einspritzt, der aufweist: einen Zylinder (15); einen Kolben (11), der die Brennkammer (14) in dem Zylinder (15) bildet; einen Kraftstoffeinspritzer (22), der die Kraftstoffeinspritzung zu einem Zeitpunkt nicht vor dem oberen Verdichtungs-Totpunkt des Kolbens (11) beginnt und die Einspritzung der gesamten erforderlichen Kraftstoffmenge während eines Zündverzögerungszeitraumes beendet; einen Abgas-Rückführungskanal (6), der eine Sauerstoffkonzentration in der Brennkammer (14) durch Mischen eines Teiles von Abgas, abgegeben von der Brennkammer (14) mit der Einlassluft der Brennkammer (14) vermindert; und eine Quetschunterdrückungsvorrichtung (12, 12A, 31), die ein Quetschen, gebildet in der Brennkammer (14), durch Verwenden eines Kolbenhohlraumes (12, 12A), der einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat, unterdrückt, wobei der Motor derart gesteuert wird, dass ein maximaler Druck in der Brennkammer (24) zwölf Megapascal nicht überschreitet.
  2. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei ein Kompressionsverhältnis des Motors (1) nicht größer als fünfzehn festgelegt wird.
  3. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei der Kolben (11) einen Kolbenbolzen (13) aufweist, und ein Abstand von einer Mitte des Kolbenbolzens (13) zu einer Oberseite des Kolbens (11) nicht größer als 45 Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) festgelegt ist.
  4. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 3, wobei der Abstand von der Mitte des Kolbenbolzens (13) zu der Oberseite des Kolbens (11) gleich zu fünfunddreißig Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) festgelegt ist.
  5. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei die Quetsch-Unterdrückungsvorrichtung (12, 12A, 31) einen veränderbaren Wirbelgenerator (31) aufweist, der einen Wirbel um die Zylinderachse in der Brennkammer (14) erzeugt.
  6. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei die Quetsch-Unterdrückungsvorrichtung (12, 12A, 31) einen Hohlraum (12, 12A) aufweist, gildet in einer Oberseite des Kolbens (11), wobei der Hohlraum einen Durchmesser größer als sechzig Prozent eines Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) hat, und eine Tiefe kleiner als fünfzehn Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) ist.
  7. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 6, wobei der Durchmesser des Hohlraums (12, 12A) gleich zu siebzig Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) ist und die Tiefe des Hohlraums (12, 12A) gleich zu dreizehn Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) festgelegt ist.
  8. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei der Motor (1) einen Akkumulator (23) für das Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzer (22) aufweist und der Kraftstoffeinspritzer (22) ein Magnetventil aufweist.
  9. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei der Motor (1) außerdem ein Einlassventil (42) für das Ansaugen von Luft in die Brennkammer (14) aufweist und eine variable Ventilvorrichtung (41), die das effektive Verbrennungsverhältnis durch Verzögern des Schließzeitpunktes des Einlassventiles (42) erhöht.
  10. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 9, wobei die Quetsch-Unterdrückungsvorrichtung (12, 12A, 31) einen Hohlraum (12, 12A), gebildet in einer Oberseite des Kolbens (11), aufweist, wobei der Hohlraum einen Durchmesser größer als siebzig Prozent eines Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) hat und eine Tiefe kleiner als dreizehn Prozent des Bohrungsdurchmessers des Zylinders (15) hat.
  11. Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 10, wobei das Verdichtungsverhältnis des Motors (1) auf dreizehn festgelegt wird.
  12. Verfahren für das Ermöglichen einer Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung in einem Dieselmotor (1) mit Direkteinspritzung, dem Kraftstoff in eine Brennkammer (14), gebildet durch einen Kolben (11), mittels eines Kraftstoffeinspritzers (22) eingespritzt wird, wobei das Verfahren aufweist: Verzögern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des Kraftstoffeinspritzers (22) auf einen Zeitpunkt nicht vor dem oberen Verdichtungs-Totpunkt des Kolbens (11); Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzers (22), so dass eine Einspritzung der gesamten Kraftstoffmenge, die gefordert wird, innerhalb eines Zündverzögerungszeitraumes abgeschlossen wird; Vermindern einer Sauerstoffkonzentration der Brennkammer (14) durch Mischen eines Teiles von Abgas, abgegeben von der Brennkammer (14) mit einer Einlassluft der Brennkammer (14); Unterdrücken eines Quetschens, gebildet in der Brennkammer (14), durch Verwenden eines Kolbenhohlraumes (12, 12A), der einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat; wobei der Motor derart gesteuert wird, dass ein maximaler Druck in der Brennkammer (14) nicht größer als zwölf Megapascal ist.
  13. Verfahren für das Ermöglichen einer Niedrigtemperatur-Vormischverbrennung nach Anspruch 12, wobei das Verfahren des Quetschens durch Erzeugen eines Wirbels in der Brennkammer (14) unterdrückt, während eine Turbulenzenergie in der Brennkammer (14) auf nicht weniger als einen vorbestimmten Wert beibehalten wird.
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