DE69811558T2

DE69811558T2 - Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE69811558T2
Application number: DE69811558T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Suzuki; Daijiro Tanaka; Uichitake Uchiyama
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: DE69811558D1; EP0875670A3; JPH10299486A; US6116211A; US6035822A; EP0875670B1; EP0875670A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine der Direkteinspritzungsart.
Eine Maschine dieser Art ist aus der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 6-81651 bekannt.
Danach weist solch eine Maschine eine Zylinderhauptkörper auf, der eine Zylinderbohrung und einen Zylinderkopf besitzt, der an dem oberen Ende des Zylinderhauptkörpers in einer derartigen Weise installiert ist, dass er das Ende der Zylinderbohrung schließt, das das obere Ende ist, wenn die Achse der Zylinderbohrung in Richtung der rechten Winkel gesehen wird. Es ist ein Kolben vorgesehen, der in die Zylinderbohrung eingesetzt ist und entlang seiner Achse gleiten kann, und der Raum zwischen dem oberen Abschnitt der Zylinderbohrung und der unteren Oberfläche des Zylinderkopfes bildet eine Brennkammer.
Eine horizontale Richtung des Zylinders als die vordere Richtung nehmend, ist ein Einlasskanal, der die Außenseite des Zylinderkopfes mit dem Vorderabschnitt der Brennkammer verbindet, in dem Zylinderkopf gebildet, und der Abschnitt dieses Einlaßkanales, der in die Brennkammer öffnet bildet einen Einlassöffnungsabschnitt. Außerdem ist ein Auslasskanal, der den hinteren Abschnitt der Brennkammer mit der Außenseite des Zylinderkopfes verbindet, in dem Zylinderkopf gebildet, und der Abschnitt dieses Auslasskanales, der in die Brennkammer öffnet, bildet den Auslassöffnungsabschnitt.
Es ist ein Einlassventil vorgesehen, das den Einlassöffnungsabschnitt öffnen oder schließen kann. Dieses Einlassventil ist durch einen Ventilschaft gebildet, der an derselben Achse, wie der Einlassöffnungsabschnitt angeordnet ist und auf dem Zylinderkopf in einer derartigen Weise gelagert ist, dass er in der Richtung dieser Achse bewegt werden kann und ein Ventilkörper, der an derselben Achse dieses Ventilschaftes ist und an dem unteren Ende des Ventilschaftes befestigt ist und der, die vorerwähnte Bewegung des Ventilschaftes begleitend, den Einlassöffnungsabschnitt von seinem unteren Ende öffnet oder schließt. Außerdem ist ein Auslassventil vorgesehen, das den Auslasskanal öffnen oder schließen kann. Dieses Auslassventil ist durch einen Ventilschaft gebildet, der auf derselben Achse angeordnet ist, wie der Auslassöffnungsabschnitt und auf dem Zylin derkopf in einer derartigen Weise gelagert ist, dass er sich entlang dieser Achse bewegen kann und ein Ventilkörper, der an derselben Achse wie dieser Ventilschaft ist, ist an seinem unteren Ende befestigt und der, die vorerwähnte Bewegung des Ventilschaftes begleitend, den Auslassöffnungsabschnitt von seinem unteren Ende öffnet oder schließt.
Es ist ein stangenförmiges Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, das Kraftstoff durch Einspritzen in Richtung zu seiner Brennkammer zuführt. Dieses Kraftstoffeinspritzventil hat, an der Achse des einen Endabschnittes desselben, eine Kraftstoff-Einspritzdüse, die Kraftstoff einspritzt. Es ist auch eine stangenförmige Zündkerze vorgesehen, die den Kraftstoff in der Brennkammer zündet und die an einem Endabschnitt desselben einen elektrischen Entladungsabschnitt hat, der der Brennkammer gegenüber steht.
Während des Betriebes des Motors in dem Einlasshub wird Außenluft in die Brennkammer in die Zylinderbohrung über den Einlasskanal eingesaugt. Auch in dem Einlasshub wird Kraftstoff in die Brennkammer von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt, und dieser Kraftstoff wird mit der vorerwähnten Luft gemischt, um ein Gemisch mit Luft zu erzeugen. In einem anschließenden Arbeitshub, nachfolgend einem Verdichtungshub, wird dieser Kraftstoff in der Brennkammer mit beigemischter Luft verbrannt, die durch diese Verbrennung erzeugte thermische Energie wird in Antriebsenergie umgewandelt, und diese Antriebsenergie wird über eine Kurbelwelle ausgegeben.
In dem nachfolgenden Auslasshub wird Abgas des begleitenden Verbrennungsgases, erzeugt durch die vorerwähnte Verbrennung, erzielt und diese Gase werden über den Auslasskanal ausgestoßen.
Nachfolgend wird der Betrieb des Motors durch Wiederholung der oben beschriebenen Hübe fortgesetzt.
Bei diesem Stand der Technik sind jedoch, da die Zündkerze in einer großen Neigung in Bezug auf die Achse des Zylinders ist, die Ventilschäfte des Einlaßventiles und des Auslaßventiles auch geneigt, um eine Störung mit der Zündkerze zu vermeiden, und diese zwei Ventilschäfte sind in einer derartigen Weise geneigt, dass sie aufwärts weiter auseinander gehen werden.
Demzufolge sind die an den jeweiligen Ventilschäften befestigten Ventilkörper in Einstellungen, in denen sie relativ zu der Achse des Zylinders in gegenüberliegende Richtungen zueinander geneigt sind, und, zusätzlich sind der Einlassöffnungsabschnitt und der Auslassöffnungsabschnitt auch in gegenüberliegende Richtungen zueinander geneigt. Als ein Ergebnis hat die Dachoberfläche der Brennkammer, die die untere Oberfläche des Zylinderkopfes ist, eine ungefähr dreieckige Form, wenn von der Seite gesehen.
Folglich hat die Dachoberfläche der Brennkammer eine tiefe Ausnehmungsform und es gibt ein Risiko der folgenden Nachteile, die auftreten.
Zuerst wird die Flammenausbreitung, wenn der Kraftstoff in der Brennkammer verbrannt wird, langsam, und so wird die Verbesserung der Motorleistung verhindert.
Zweitens hat der Raum zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer, wenn der Kolben seine oberen Totpunktposition erreicht, ein großes Volumen.
Demzufolge kann das Verdichtungsverhältnis nicht ausreichend groß gemacht werden und die Verbesserung der Motorleistung wird in diese Hinsicht auch verhindert.
Drittens, da der S/V-Wert (S. Brennkammer-Oberflächenfläche, V: Brennkammervolumen) groß wird, ist der Wärmeverlust groß und die Verbesserung der Motorleistung wird verhindert.
Viertens, da, wie oben beschrieben, das Einlassventil, das Auslassventil und die Zündkerze in bezug auf die Achse des Zylinders sehr geneigt sind, ist das Kraftstoffeinspritzventil auch sehr geneigt angeordnet, um eine Störung mit diesen Teilen zu verhindern.
Demzufolge, wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil in dem Verdichtungshub eingespritzt wird, wenn der Kolben aufsteigt und dieser eingespritzte Kraftstoff trifft auf der obersten Oberfläche des Kolbens auf, ist der Auftreffwinkel des eingespritzten Kraftstoffes auf der obersten Oberfläche des Kolbens klein, und so, nach dem Auftreffen auf diese oberste Oberfläche wendet sich der Kraftstoff nicht aufwärts. Mit anderen Worten, da er nicht zu dem Zündkerzen-Entladungsabschnitt gewendet wird, verschlechtert sich die Zündfähigkeit und die Verbesserung der Motorleistung wird verhindert.
In Anbetracht der oben beschriebenen 1. bis 4. Nachteile ist eine Idee, die Oberste Oberflächenoberfläche des Kolbens aufwärts vorspringend zu machen, so dass sie, von der Seite gesehen, eine dreieckige Form hat und diese dreieckige oberste Oberfläche des Kolbens in die Ausnehmungsform der Dachoberfläche der Brennkammer einzusetzen, wenn der Kolben seine obere Totpunktposition erreicht.
Wenn dies getan ist, ist das Volumen des Raumes zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer, wenn der Kolben seine obere Totpunktposition erreicht, vermindert, und es ergibt sich eine entsprechende Zunahme in dem Verdichtungsverhältnis, wobei zusätzlich zu dem die Luft, die zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer eingesaugt ist, veranlasst wird, sich zu dem Zündkerzenentladungsabschnitt zu wenden und die Zündfähigkeit wird verbessert.
Wenn jedoch die oberste Oberfläche des Kolbens veranlasst wird, in der oben beschriebenen Weise aufwärts vorzuspringen, wird die Schwerpunktmitte um einen entsprechenden Betrag höher, und demzufolge, wenn der Kolben einer Stoßkraft von der Seite der Brennkammer unterworfen wird, führt er in einer schwingenden Weise Drehbewegungen, relativ zu dem obersten Ende der Pleuelstange aus, durch das er gelagert ist, und ein Geräusch wird erzeugt.
Das Stand der Technik Dokument EP 0 694 682 lehrt einen zündkerzengezündeten Kraftstoffdirekteinspritzungsmotor. Der Motor ist mit einer Brennkammer versehen, gebildet in einer Vertiefung der Oberfläche jedes Kolbens und ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil sprüht direkt einen Kraftstoffnebel in die Brennkammer. Wenn der Motor unter leichter Belastung mit einer kleinen Kraftstoffmenge betrieben wird, wird die Kraftstoffeinspritzung bei einer relativ späten Stufe des Verdichtungshubes gestartet. Wenn der Motor unter schwerer Belastung mit einem großen Kraftstoffbetrag betrieben wird, startet die Kraftstoffeinspritzung bei einer relativ frühen Stufe des Verdichtungshubes.
Das Stand der Technik-Dokument 0 496 029 lehrt eine Brennkraftmaschine mit einem Luftdruckventil, das Kraftstoff zusammen mit Druckluft direkt in eine Brennkammer des Motors einspritzt. Die Zündkerze des Motors ist mit einem Entladungsabschnitt versehen, der nahe zu der Zylinderachse und nahe zu der Verbindungsebene eines Zylinderkopfes und eines Zylinderhauptkörpers angeordnet ist. Der Kraftstoff wird zusammen mit Druckluft von dem Luftdruckventil innerhalb der zweiten Hälfte des Verdichtungshubes eingespritzt.
Überdies kann eine Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp, insbesondere ein Fremdzündungsmotor mit einer Kraftstoffeinspritzung zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder, aus der EP 0 639 703 A1 entnommen werden. Das Stand der Technik Dokument lehrt eine Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp mit einem Kolben, der eine hohle Brennkammer hat, gebildet in einer oberen Oberfläche des Kolbens. Eine Zündkerze ist in der Nähe der Seitenwand der Brennkammer eingesetzt. Überdies ist eine Kraftstoffeinspritzung für das Einspritzen des Kraftstoffes in Richtung auf die Seitenwand der Brennkammer vorgesehen, wobei der Kraftstoff zu der Zündkerze geführt wird. Die Zündkerze ist nahe einer Zylinderachse des Motors angeordnet. In Bezug auf den Motorbelastungszustand wird Kraftstoff während des Einlasshubes oder des Verdichtungshubes des Motors eingespritzt. Insbesondere bei einer hohen Motorbelastung wird Kraftstoff während des Einlasshubes eingespritzt. Bei niedriger Motorbelastung wird Kraftstoff während des Einlasshubes eingespritzt. Bei mittlerer Motorbelastung wird ein bestimmter Betrag von Kraftstoff in der zweiten Hälfte des Verdichtungshubes, ähnlich zu den niedrigen Motorbelastungszuständen eingespritzt und der verbleibende Kraftstoffbetrag wird während des Einlasshubes, ähnlich zu den hohen Motorbelastungs- Antriebszuständen zugeführt.
Eine Zündkerze ist in der Nähe der Seitenwand der Brennkammer eingesetzt. Überdies ist eine Kraftstoffeinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung auf die Seitenwand der Brennkammer vorgesehen, wobei der Kraftstoff durch die Zündkerze geführt wird. Die Zündkerze ist nahe zu der Zylinderachse des Motors angeordnet. In Bezug auf den Zylinderbelastungszustand wird Kraftstoff während des Einlasshubes oder des Verdichtungshubes des Motors eingespritzt. Insbesondere für eine hohe Motorbelastung wird Kraftstoff während des Einlasshubes eingespritzt. Bei niedriger Motorbelastung wird Kraftstoff während des Verdichtungshubes eingespritzt. Bei mittlerer Belastung wird ein bestimmter Betrag von Kraftstoff in der zweiten Hälfte des Verdichtungshubes ähnlich zu den niedrigen Motorbelastungszuständen eingespritzt und der verbleibende Kraftstoffbetrag wird während des Einlasshubes, ähnlich zu den hohen Motorbelastungs-Antriebszuständen zugeführt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine der Direkteinspritzungsart vorzusehen, wobei die Zündfähigkeit des Kraftstoffes verbessert wird und eine hohe Motorleistung vorgesehen wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine der Direkteinspritzungsart nach Anspruch 1 gelöst.
Deshalb können die Einlassventile und die Auslassventile in dem Zylinderkopf und die Zündkerze in einer vorn-nach-hinten Richtung aufgestellt werden und die Zündkerze kann in einer im wesentlichen rechtwinkligen Haltung sein, so dass die jeweiligen Ventilschäfte und die Einlassventile und Auslassventile auch im wesentlichen senkrecht gemacht werden können, ohne mit der Zündkerze zu stören.
Demzufolge sind zusammen damit die Einlassöffnungsabschnitte und die Auslassöffnungsabschnitte auch ungefähr in rechten Winkeln zu der Achse des Zylinders und als ein Ergebnis ist insgesamt ist die Dachoberfläche der Brennkammer, die die Bodenoberfläche des Zylinderkopfes entsprechend zu der Brennkammer ist, eine flacher gemachte Oberfläche, die ungefähr horizontal ist.
Außerdem ist, wie in einer Seitenansicht gesehen, der Entladungsabschnitt nahe zu dem Zylinderhauptkörper und dem Zylinderkopf-Verbindungsabschnitt angeordnet.
Demzufolge ist der Entladungsabschnitt niedriger als in der Vergangenheit angeordnet und zusammen damit ist die gesamte Dachoberfläche der Brennkammer nahe zu dem Zylinderhauptkörper gebracht.
Zuerst ist demzufolge, da die Dachoberfläche der Brennkammer flach ist, die Flammenausbreitung, wenn der Kraftstoff in der Brennkammer verbrannt wird, schneller, und die Motorleistung ist verbessert.
Zweitens, wenn der Kolben die obere Totpunktposition erreicht, hat der Raum zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer ein kleines Volumen.
Demzufolge kann das Verdichtungsverhältnis groß gemacht werden und die Motorleistung wird verbessert.
Drittens, da die Dachoberfläche der Brennkammer flach ist, wird der Oberflächenbereich der Brennkammer und das Oberflächenbereich-/Volumenverhältnis (S/V) entsprechend kleiner, und als ein Ergebnis werden die Wärmeverluste klein gehalten und die Motorleistung wird verbessert.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Zündkerze im wesentlichen parallel zu der Zylinderachse.
Da die Einlassventile und die Auslassventile, sowie die Zündkerze, im Wesentlichen, oder sogar streng senkrechte Haltungen haben können, kann der Neigungswinkel der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventiles im Verhältnis zu der Achse des Zylinders, ohne eine Störung mit diesen verursachenden Teilen, klein gemacht werden.
Demzufolge wird, wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben aufsteigt, eingespritzt wird, da der Auftreffwinkel des eingespritzten Kraftstoffes in Bezug auf die oberste Oberfläche des Kolbens beim Auftreffen des Kraftstoffes gegen die oberste Oberfläche des Kolbens groß ist, der Kraftstoff, dem Stoß gegen die oberste Oberfläche folgend, stark aufwärts reflektiert, d. h., er wird glatt in Richtung zu dem Entladungsschnitt der Zündkerze bewegt, um so die Zündfähigkeit und daher die Motorleistung zu verbessern.
Demzufolge, da wie oben beschrieben der Entladungsabschnitt nahe zu dem Zylinderhauptkörper und dem Zylinderkopf-Verbindungsabschnitt ist und niedriger als in der Vergangenheit positioniert wird, wird das Luft-Kraftstoffgemisch als das Ergebnis des durch die oberste Oberfläche des Kolbens Aufwärtsgedrücktwerdens leicht erfasst und die Zündfähigkeit wird noch mehr verbessert.
Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel der Achse des Kraftstoffeinspritzventiles zu der Verbindungsebene 30-45º gemacht, so dass die Kraftstoffeinspritzdüse, die einer schrägen abwärtigen Richtung der Brennkammer zugewandt ist, öffnet.
Deshalb kann in dem Fall, bei dem der Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben aufsteigt, eingespritzt wird, der Auftreffwinkel des eingespritzten Kraftstoffes auf die oberste Oberfläche des Kolbens, wenn er auf die oberste Oberfläche des Kolbens auftrifft, bis zu einem bestimmten Grad größer gemacht werden.
Demzufolge, dem Stoß gegen diese oberste Oberfläche folgend, wird der Kraftstoff stark aufwärts reflektiert, d. h., er ist glatter in Richtung zu dem Entladungsabschnitt der Zündkerze gerichtet, die Zündfähigkeit wird verbessert und als ein Ergebnis wird die Motorleistung verbessert.
Vorzugsweise ist das Kraftstoffeinspritzventil in dem Zylinderhauptkörper montiert. Dies ist in den Fällen vorteilhaft, in denen es schwierig ist, den Raum für das Montieren des Kraftstoffeinspritzventiles in dem Zylinderkopf sicher zu stellen, wie z. B. in den Fällen, in denen eine Mehrzahl von Einlassventilen und eine Mehrzahl von Auslassventilen in dem Zylinderkopf montiert ist.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Vertiefung, die sich in Richtung auf die Brennkammer öffnet, in einem Abschnitt der obersten Oberfläche des Kolbens gebildet, und diese Vertiefung ist in einer derartigen Weise geformt, dass ihre Innenoberfläche den Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil in Richtung des Entladungsabschnittes eingespritzt hat, führt.
Deshalb wird insbesondere in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben, wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, aufsteigt, der eingespritzte Kraftstoff durch die Vertiefung in Richtung zu dem Entladungsabschnitt geführt.
Demzufolge ist der eingespritzte Kraftstoff in sicherer Weise zu dem Entladungsabschnitt gerichtet, die Zündfähigkeit ist weiter verbessert und es gibt eine weitere Verbesserung der Motorleistung.
Wie außerdem oben beschrieben, da der Raum zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer ein kleines Volumen hat, wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wird die eingefangene Luft zwischen dem anderen Abschnitt der obersten Oberfläche des Kolbens und der Brennkammer- Dachoberfläche, die diesem anderen Abschnitt zugewandt ist, wenn der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht, eine Quetschströmung und als ein Ergebnis wird der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzte Kraftstoff in die vorerwähnte Vertiefung gedrückt.
Demzufolge, wenn der Kolben an seinem oberen Totpunkt platziert ist, wird der Kraftstoff in der Vertiefung in einer sicheren Weise durch die Zündkerze gezündet und die Motorleistung wird verbessert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt, der innerhalb der Umfangswand der Vertiefung sich der Kraftstoffeinspritzdüse in horizontaler Richtung zuwendet, als eine vertikale Wand gebildet, und in einem Zwischenabschnitt dieser vertikalen Wand in der aufwärts-abwärts-Richtung wird als eine bogenförmige Ausnehmungsfläche gebildet, die in der horizontalen Richtung weiter als ihr oberster Abschnitt ausgespart ist.
Demzufolge wird insbesondere in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben aufsteigt, wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, selbst wenn der Neigungswinkel des Kraftstoffeinspritzventiles zu der imaginären horizontalen Ebene relativ klein ist, Kraftstoff, eingespritzt von dem Kraftstoffeinspritzventil, in einer sicheren Weise in Richtung des Entladungsabschnittes geführt.
Demzufolge ist eingespritzter Kraftstoff noch sicherer in Richtung zu dem Entladungsabschnitt gerichtet und es gibt eine noch sicherere Verbesserung der Zündfähigkeit und der Motorleistung.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Brennkammer derart gefertigt, dass wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, zumindest das untere Ende des Entladungsabschnittes der Zündkerze in die vorerwähnte Vertiefung eintritt.
Deshalb kann, wenn der Kolben die obere Totpunktposition erreicht, die oberste Oberfläche des Kolbens veranlasst werden, sich ausreichend nahe zu der Dachoberfläche der Brennkammer zu nähern, ohne mit dem Entladungsabschnitt der Zündkerze zu stören, und so wird das Volumen des Brennkammerraumes zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer entsprechend kleiner und das Verdichtungsverhältnis wird zusätzlich zu dem der Luft, die zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens eingefangen ist, anders als wo die Vertiefung gebildet ist noch größer, und die Brennkammer-Dachoberfläche, die sich diesem anderen Abschnitt zuwendet, wird eine starke Quetschströmung, und, in dem Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt worden ist, wird ein fettes Luft-Kraftstoffgemisch in sicherer Weise in die Vertiefung gedrückt.
Demzufolge, wenn der Kolben in der Nähe der oberen Totpunktposition angeordnet ist, wird die Zündung des Kraftstoffes durch den Entladungsabschnitt der Zündkerze in sicherer Weise bewirkt und die Motorleistung wird verbessert.
Außerdem, obwohl sich, wie oben beschrieben, die oberste Oberfläche des Kolbens ausreichend nahe der Dachoberfläche der Brennkammer nähert, wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, ist der Schwerpunkt des Kolbens trotzdem niedrig gehalten, da, wie in Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben, die Dachoberfläche der Brennkammer ursprünglich niedrig gemacht worden ist, um ihn nahe zu dem oberen Ende des Zylinderhauptkörpers zu positionieren.
Deshalb ist, selbst obwohl der Kolben, besonders während des Arbeitshubes, einer Stoßkraft von der Seite der Brennkammer unterworfen ist, die Wiederholung von Drehbewegungen in einer schwingenden Weise durch den Kolben unterdrückt und so die Erzeugung von Geräusch verhindert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, in dem die Brennkammer zwischen der obersten Oberfläche des Kolbens und der Dachoberfläche der Brennkammer liegt, wenn der Kolben die obere Totpunktposition erreicht, was in einer Seitenansicht gesehen wird, ist die Breitenabmessung zwischen dem Kolben und dem Zylinderkopf auf der Seite, die an der Außenseite ist, die radial von der Achse des Zylinders geht, größer als die Breitenabmessung zwischen dem Kolben und dem Zylinderkopf, der als nächstes zu der Achse ist.
Deshalb verbleibt, selbst wenn der Kolben die obere Totpunktposition erreicht, ein vergleichsweise großer Raum in dem Abschnitt der Brennkammer, der der Außenseitenabschnitt derselben ist, der sich radial von der Achse erstreckt, und Kraftstoff verbleibt in diesem Raum.
Deshalb ist in dem nachfolgenden Arbeitshub, wenn der Kolben beginnt sich abwärts zu bewegen, die Flamme in der Nähe der Achse des Zylinders, was von dem Verbrennungsbeginn konsequent zur Zündung durch den Entladungsabschnitt der Zündkerze führt, wird sich auch schnell wegen des Kraftstoffes, der verbleibt, zu dem Außenseitenabschnitt der Brennkammer fortpflanzen, und als ein Ergebnis ist die Flammenausbreitung in der Brennkammer gleichmäßig beschleunigt und die Motorleistung ist verbessert.
Ausführliche Beispiele der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine erste Praxisform und ist eine Querschnittsdarstellung, wenn entlang des Pfeiles 1-1 von Fig. 2 gesehen, und eine Gesamtseitenansicht eines Motors, in dem Kraftstoff in dem Verdichtungshub eingespritzt wird.
Fig. 2 ist eine Bodenansicht eines Zylinderkopfes in der ersten Praxisform.
Fig. 3 ist ein seitlicher Querschnitt eines Kolbens in der ersten Praxisform.
Fig. 4 zeigt die erste Praxisform und ist eine Querschnittsdarstellung entlang des Pfeiles 4-4 von Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Draufsicht des Kolbens in der ersten Praxisform.
Fig. 6 zeigt die erste Praxisform und ist eine Zeichnung, die der Fig. 1 entspricht, und sie ist eine Seitenansicht des Motors, wenn der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat.
Fig. 7 zeigt die erste Praxisform und ist eine Querschnittsdarstellung, wenn entlang des Pfeiles 7-7 der Fig. 6 gesehen.
Fig. 8 zeigt die erste Praxisform und ist eine Zeichnung, die der Fig. 1 entspricht, und sie ist eine Zeichnung, die einem Abschnitt der Fig. 1 entspricht, wenn der Kraftstoff in dem Verdichtungshub eingespritzt wird.
Fig. 9 zeigt eine erste Praxisform und ist eine Zeichnung, die der Fig. 1 entspricht, und sie ist eine Zeichnung für den Zweck der Beschreibung der Funktion im Verhältnis zu Fig. 8.
Fig. 10 ist eine grafische Darstellung eines Planes zur Bestimmung des Motorbetriebsmodus in Übereinstimmung mit den Motordrehzahlen und Motorbelastungen.
Fig. 11 vergleicht das Auslassventilöffnen und die Schließzeiten und Einspritzzeiten durch ein Kraftstoffeinspritzventil.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel und dem Druck innerhalb eines Zylinders in der ersten Praxisform zeigt.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abgastemperatur und der Motordrehzahl zeigt.
Fig. 14 zeigt eine zweite Praxisform, und ist eine Ansicht entlang der Linie 14-14 von Fig. 15 und ist eine Gesamtseitenansicht eines Motors, in dem Kraftstoff in dem Verdichtungshub eingespritzt wird.
Fig. 15 zeigt die zweite Praxisform und ist eine Zeichnung, die der Fig. 2 entspricht.
Fig. 16 zeigt die zweite Praxisform und ist ein vergrößerter Querschnitt eines Abschnittes von Fig. 14.
Fig. 17 ist eine Zeichnung, die der Fig. 16 entspricht, wenn die Anordnung ist, dass Kraftstoff im Verdichtungshub in der zweiten Praxisform eingespritzt wird.
Fig. 18 zeigt die zweite Praxisform und ist eine Zeichnung, die der Fig. 16 entspricht.
Fig. 19 zeigt eine Modifikation des Kolbens in der zweiten Praxisform und sie ist eine Zeichnung, die der Fig. 17 entspricht.
Die Fig. 1-13 zeigen eine erste Praxisform.
In den Zeichnungen bezeichnet das Symbol 1 einen 4-Takt-Motor, der ein Brennkraftmaschine ist. Zur Erleichterung der Beschreibung wird die in den Zeichnungen mit Fr markierte Richtung (die "einer horizontalen Richtung" entspricht) genommen, um die vordere Richtung zu sein, und die nach links oder nach rechts gekennzeichnete untere Einrichtung bedeutet die horizontale Richtung, die in Richtung dieser vorderen Richtung geht. Obwohl ein Motor 1 mit einem Einzelzylinder im Beispiel in den Zeichnungen gezeigt ist, kann auch ein Motor mit mehreren Zylindern verwendet werden.
In den Fig. 1 und 2 ist der Motor 1 mit einem Kurbelgehäuse versehen, der eine Kurbelwelle lagert, deren Achse sich nach links und nach rechts erstreckt und einem Zylinder 2, der aufwärts von dieser Kurbelwelle vorspringt. Dieser Zylinder 2 weist einen Zylinderhauptkörper 4 mit einer vertikalen Achse 3 auf, eine Zylinderbohrung 6, die in dem Zylinderhauptkörper 4 auf der Achse 3 gebildet ist, einen Zylinderkopf 7, der an dem oberen Ende des Zylinderhauptkörpers 4 in einer derartigen Weise eingesetzt ist, dass er das obere Ende der Zylinderbohrung 6 schließt, und eine Zylinderkopfabdeckung 8, durch die die oberste Oberfläche des Zylinderkopfes 7 in einer zu öffnenden oder zu schließenden Weise geschlossen wird. Der Zylinderhauptkörper 4 ist durch einen Zylinderhauptkörper-Basisabschnitt 4a und eine Hülse 4b gebildet, die in den Zylinderhauptkörper-Basisabschnitt 4a eingesetzt ist und innerhalb derer die Zylinderbohrung 6 gebildet ist.
Ein Kolben 9 ist in der axialen Richtung in der Zylinderbohrung 6 in einer derartigen Weise eingesetzt, dass er frei ist auf und ab zu gleiten, und dieser Kolben 9 ist mit der vorerwähnten Kurbelwelle durch einen Kolbenbolzen 9a und eine Pleuelstange 10 verbunden. Der Raum, der sich von dem obersten Abschnitt des Inneren der Zylinder bohrung 6 zu der Bodenoberfläche des Zylinderkopfes 7 erstreckt, ist eine Brennkammer 11, und eine Vertiefung 12, die sich in Richtung zu der Brennkammer 11 öffnet, ist in einem Abschnitt der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 gebildet.
Der Motor hat 5 Ventile.
Noch genauer ist ein Lufteinlasskanal 13, der die Vorderseite des Zylinderkopfes 7 mit dem Abschnitt der Brennkammer 11 verbindet, der der vordere Abschnitt ist, wenn der Zylinder 2 in einer Seitenansicht (Fig. 11) gesehen, in dem Zylinderkopf 7 gebildet. Der stromaufwärtige Abschnitt dieses Einlaßkanales 13 ist als ein Einzelhauptkanal 13a hergestellt und in seinem stromabwärtigen Ende sind Verzweigungskanäle 13b hergestellt, die mehrere (drei) Verzweigungen von dem stromabwärtigen Ende des Hauptkanales 13a bilden. Das stromaufwärtige Ende des Hauptkanales 13a ist über ein Drosselventil und einen nicht gezeigten Luftfilter zu der Außenseite verbunden, die auf Seite der Atmosphäre ist. Jeweilige Öffnungsabschnitte der Verzweigungskanäle 13b öffnen in den vorderen Abschnitt der Brennkammer 11 und jeder bildet einen Einlassöffnungsabschnitt 14. Jeder Einlassöffnungsabschnitt 14 hat eine ungefähr senkrechte Achse und öffnet rückwärts und abwärts.
Ein Abgaskanal 16, der den hinteren Abschnitt der Brennkammer 11 mit der Außenseite an der Rückseite des Zylinderkopfes 7 verbindet, ist in dem Zylinderkopf 7 gebildet. Dieser Abgaskanal 16 ist mit mehrfachen (zwei) Verzweigungskanälen 16a in seinem stromaufwärtigen Abschnitt hergestellt, und die stromabwärtigen Enden dieser zwei Verzweigungskanäle 16a treffen sich, um einen Hauptkanal 16b in dem stromaufwärtigen Abschnitt zu bilden. Der Abschnitt jedes der Verzweigungskanäle 16a, der sich in den rückseitigen Abschnitt der Brennkammer 11 öffnet, bildet einen Öffnungsabschnitt 17. Das stromabwärtige Ende des Hauptkanales 16b öffnet zu der Außenseite auf Seiten der Atmosphäre über einen nicht gezeigten Schalldämpfer, etc.
Es sind mehrere (drei) Einlassventile 19 vorgesehen, die jeweils Einlaßöffnungsabschnitte 14 öffnen oder schließen. Diese Einlassventile 19 sind in der Längsrichtung in langen Formen hergestellt und sie sind durch den Zylinderkopf 7 in einer derartigen Weise gelagert, dass sie sich auf der Achse des Einlaßöffnungsabschnittes 14 auf und ab bewegen können. Noch genauer, ein Einlassventil 19 ist durch einen Ventilschaft 19a gebildet, der auf derselben Achse wie ein Einlassöffnungsabschnitt 14 angeordnet ist und durch den Zylinderkopf 7 in einer derartigen Weise gelagert ist, dass er sich in der Richtung dieser Achse bewegen kann und ein Ventilkörper 19b, der auf derselben Achse wie der Ventilschaft 19a ist und an dem unteren Ende des Ventilschaftes 19a befestigt ist und der, die Bewegung des Ventilschaftes 19a begleitend, den Einlaßöffnungsabschnitt 14 unter seinem unteren Ende öffnet oder schließt. Außerdem wird jedes Einlassventil 19 durch eine jeweilige Feder 20 in einer Weise vorgespannt, um seinen Ventilkörper 19b zu veranlassen, den jeweiligen Einlaßöffnungsabschnitt 14 zu schließen.
Es sind mehrere (zwei) Auslassventile 21 vorgesehen, die jeweilige Öffnungsabschnitte 17 öffnen oder schließen. Diese Abgasventile 21 sind in Längsrichtung in langen Formen hergestellt und sie sind in dem Zylinderkopf 7 in einer derartigen Weise gelagert, dass sie sich auf der Achse des Auslassöffnungsabschnittes 17 auf und ab bewegen können. Noch genauer, ein Auslassventil 21 ist durch einen Ventilschaft 21a gebildet, der auf derselben Achse wie ein Auslaßöffnungabschnitt 17 angeordnet ist und durch den Zylinderkopf 7 in einer derartigen Weise gelagert ist, dass er sich in der Richtung dieser Achse bewegen kann und ein Ventilkörper 21b, der auf derselben Achse wie dieser Ventilschaft 21a ist und der an dem unteren Ende des Ventilschaftes 21a befestigt ist und der, die Bewegung des Ventilschaftes 21a begleitend, den Auslassöffnungsabschnitt 17 unter seinem unterem Ende öffnet oder schließt. Außerdem wird jedes Auslassventil 21 durch eine jeweilige Feder 22 in einer Weise vorgespannt, um ihn zu veranlassen, den jeweiligen Auslaßöffnungsabschnitt 17 zu schließen.
Es ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung 23 vorgesehen, die mit der vorerwähnten Kurbelwelle verbunden ist und die, bei einem festgelegten Kurbelwinkel, die Einlassventile 19 und die Auslassventile veranlasst Öffnungsvorgänge entgegen ihrer jeweiligen Federn 20 und 22 auszuführen. Diese Ventilbetätigungsvorrichtung 23 hat eine Ventilbetätigungskammer 23a, die zwischen dem Zylinderkopf 7 und der Zylinderkopfabdeckung 8 gebildet ist und eine Einlassventil-Nockenwelle 23b und Auslassventil-Nockenwelle 23c, die in der Ventilbetätigungskammer 23a untergebracht und mit der Kurbelwelle verbunden sind. Die Einlassventil-Nockenwelle 23b ist mit den Einlaßventilen 19 im Nockeneingriff und die Auslassventil-Nockenwelle 23c ist mit den Auslassventilen 21 im Nockeneingriff.
Die Einlaßventile 19 und die Auslassventile 21 werden veranlasst Öffnungs- oder Schließvorgänge durch die vorerwähnten Federn und die Einlassventil-Nockenwelle 23b und die Auslassventil-Nockenwelle 23c der Ventilbetätigungsvorrichtung 23, die mit der Kurbelwelle verbunden ist, auszuführen, und die Einlassöffnungsabschnitte 14 und die Auslassöffnungsabschnitte 17 werden an festgelegten Kurbelwinkeln geöffnet oder geschlossen.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 26, das Kraftstoff 25, der Benzin ist, in die Zylinderbohrung 6 einspritzen und zuführen kann, in dem oberen Abschnitt der Hülse 4b unterhalb des Zylinderhauptkörpers 4 installiert.
Dieses Kraftstoffeinspritzventil 26 hat eine Stangenform, deren Achse 27 sich in einer geraden Linie erstreckt und, an der Achse 27, an einem Endabschnitt derselben, hat es eine Kraftstoffeinspritzdüse 33, die Kraftstoff 25 einspritzt.
Der Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventiles 26, an dem diese Kraftstoffeinspritzdüse 33 vorgesehen ist, ist in dem oberen Abschnitt des Zylinderhauptkörpers 4 angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzdüse 33 öffnet schräg nach unten in Richtung auf den Bodenrückseitenabschnitt von dem oberen Vorderseitenabschnitt der Brennkammer 11. Demzufolge wird Kraftstoff 25, eingespritzt durch das Kraftstoffeinspritzventil 26, in Richtung auf den Bodenrückseitenabschnitt von dem oberen Vorderseitenabschnitt der Brennkammer 11, eingespritzt. In diesem Fall ist der Neigungswinkel θ der Achse 26 zu einer gedachten horizontalen Ebene 30-45º gebildet. In Hinblick auf die Kurbelwinkelposition der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 ist die Anordnung des Endabschnittes des Kraftstoffeinspritzventiles 26 nahe zu 60º ATDC.
Es ist eine stangenförmige Zündkerze 37 vorgesehen, durch die Kraftstoff 25 in der Brennkammer 11 gezündet und veranlasst wird, verbrannt zu werden. Diese Zündkerze 37 ist durch einen Hauptkörperabschnitt 38 gebildet, der in dem Zylinderkopf 7 und montiert ist und ein Entladungsabschnitt 39, der an einem Endabschnitt dieses Hauptkörperabschnittes 38 montiert ist und sich der Brennkammer 11 zuwendet. Die Zündkerze 37 ist ungefähr zu der Achse 3 des Zylinders 2 parallel, und die Zündkerze 37 ist zusammen mit ihrem Entladungsabschnitt 39 nahe zu der Achse 3 angeordnet. Wie in einer Seitenansicht gesehen, ist der Entladungsabschnitt 39 nahe zu dem Zylinderhauptkörper 4 und einem Zylinderkopfverbindungsabschnitt angeordnet.
"Nahe zu dem Verbindungsabschnitt" bedeutet, wie vorerwähnt, mit dem Bereich, wenn in einer Seitenansicht gesehen, von der Abmessung des Vorsprunges des Entladungsabschnittes 39 von dem Hauptkörperabschnitt 38 in der stromaufseitigen/strom abseitigen Richtung, die das untere Ende des Entladungsabschnittes 39 als einen Bezug nimmt.
In den Fig. 1 und 3-5 ist, wie oben beschrieben, eine Vertiefung 12, die sich in Richtung zu der Brennkammer 11 öffnet, in einem Abschnitt der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 gebildet. Die Innenoberfläche dieser Vertiefung 12 ist in einer derartigen Weise gebildet, dass halbwegs durch die Auf- und Ab-Bewegung die Gleitbewegung des Kolbens 9 in der Zylinderbohrung 6, Kraftstoff 25, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt worden ist, in Richtung des Entladungsabschnittes 39 der Zündkerze 37 geführt wird.
Die Innenoberfläche der Vertiefung 12 weist eine Bodenoberfläche 12a auf, die sich flach in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt und eine Umfangswand, die sich von dem äußeren Kantenabschnitt der Bodenoberfläche 12a erstreckt und die oberste Oberfläche 9b erreicht. Innerhalb dieser Umfangswand ist der Abschnitt, der der Kraftstoffeinspritzdüse 33 in der horizontalen Richtung (die vorn- nach hinten Richtung) zugewandt ist, in einer vertikalen Wand 12b ausgebildet. Ein Zwischenabschnitt in der stromaufseitigen/stromabseitigen Richtung dieser vertikalen Wand 12b ist in einer bogenförmigen Ausnehmungsfläche gemacht, die, horizontal verlaufend in der vorwärtigen Richtung ausgenommener ist, als der oberste Abschnitt der vertikalen Wand. Außerdem sind Zwischenabschnitte in der stromaufseitigen/stromabseitigen Richtung der linken und rechten Seitenwände 12c und 12c in der horizontalen Richtung aus einer bogenförmigen, gekrümmten Oberfläche gemacht, die in der horizontale Richtung mehr als der oberste Abschnitt der vertikalen Wand ausgenommen sind.
Es ist eine Motorsteuereinheit vorgesehen, die den Motor 1 elektronisch steuert. Diese Steuereinheit steuert den Motor elektronisch. Diese Steuereinheit hat den in Fig. 10 gezeigten Plan. Dieser Plan bestimmt den Betriebsmodus A-C des Motors 1 in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Motors und der Motorbelastung.
In den Fig. 1, 2, 10 und 11, welcher Betriebsmodus auch immer eingeschaltet ist, arbeitet der Motor wie folgt. In Fig. 11 zeigt BDC das der Kolben 9 an der Totpunktposition ist und TDC zeigt an, dass der Kolben 9 an der oberen Totpunktposition ist.
In dem Einlasshub des Motors 1 bewegt sich der Kolben 9 hinunter und damit zusammen führen die Einlassventile 19 Ventilöffnungsvorgänge aus und die Einlaßöff nungsabschnitte 14 werden geöffnet. Hierauf wird Außenluft 42 in die Zylinderbohrung 6 über den Einlasskanal 13 eingesaugt. Die Ventilöffnungs-Startzeit der Einlassventile 19 kann, wie durch die Strich-Punkt-Linie in Fig. 11 gezeigt, eingestellt werden.
Auch in dem Einlasshub wird Kraftstoff 25 in die Zylinderbohrung 6 von dem Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt und dieser Kraftstoff 25 wird mit der Luft 42 gemischt, um ein Luft-Kraftstoffverhältnis 43 in der Form eines Nebels zu erzeugen. In dem Arbeitshub, der dem Verdichtungshub folgt, wird der Kraftstoff 25 in diesem Luft- Kraftstoff-Verhältnis 43 in der Zylinderbohrung 6 verbrannt, die durch diese Verbrennung erzeugte thermische Energie wird in Antriebskraft umgewandelt und diese Antriebskraft wird über die Kurbelwelle ausgegeben.
In dem Auslasshub, der dem Arbeitshub folgt, führen die Auslassventile 21 Ventilöffnungsvorgänge aus, und die Auslassöffnungsabschnitte 17 werden geöffnet. Daraufhin werden die Verbrennungsgase, erzeugt durch die vorerwähnte Verbrennung, das Abgas bilden und werden zu der Außenseite über den Auslasskanal 16 ausgestoßen. Anstatt in dem Einlasshub ausgeführt zu werden, kann die Einspritzung von Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 in dem Verdichtungshub geleistet werden.
Anschließend wird der Betrieb des Motors 1 durch Wiederholen der vorerwähnten Hübe fortgesetzt.
Nachstehend werden die Betriebsmodi A-C des Motors 1 in Bezug auf die Fig. 1, 10 und 11 beschrieben.
In Fig. 10, ob die Motordrehzahl des Motors 1 hoch oder niedrig ist, wird der der Betriebsmodus A durch die Steuereinheit automatisch ausgewählt, wenn die Motorbelastung hoch ist.
Wenn der Motor 1 in diesem Betriebsmodus A in Betrieb ist, wie in Fig. 11 gezeigt, wird die Einspritzung von Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 in dem Einlaßhub ausgeführt, und der Zeitpunkt und die Dauer dieser Einspritzung werden in Übereinstimmung mit der Motorbelastung bestimmt.
Wenn Außenluft 42 in die Zylinderbohrung 6 über den Einlasskanal 13 in dem Einlasshub eingesaugt wird, wird die Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Verzweigungsstromes 42b, der innerhalb der Strömung der Luft 42 durch den rückwärtigen Spalt durchgeht, größer als jener des ersten Verzweigungsstromes 42a, der durch den vorderen Spalt durchgeht. Der zweite Verzweigungsstrom 42b geht durch den rückwärtigen Spalt 47 und strömt rückwärts durch den Raum innerhalb der Zylinderbohrung 6, wird dann durch die rückwärtige innere Umfangswand der Zylinderbohrung 6 geführt und dreht temporär hinunter und wird dann durch die oberste Oberfläche des Kolbens 9 geführt und dreht zu der Vorderseite zurück, um so einen kraftvolle Drehströmung 42c (Fallströmung) zu erzeugen.
Außerdem, wenn der Kraftstoff 25 von dem Kraftstoffeinspritzventil 26 in dem Einlaßhub eingespritzt wird, erstreckt sich der Führungskantenabschnitt des Kraftstoffsprühnebels 25 (des Luft-Kraftstoffgemisches 43) in Richtung zu der unteren Rückseite, die in der Einspritzrichtung ist, und ist linear (d. h., direkt) in Richtung zu der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 6 gerichtet.
Der Kraftstoff 25 jedoch, der versucht ist zu der unteren Rückseite zu gehen, trifft gegen die umgekehrte Strömung 42c dese zweiten Verzeigungsstromes 42b und dies schränkt den Versuch des Kraftstoffes 25 ein, linear in Richtung zu der rückseitigen inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 6 zu gehen und veranlasst den eingespritzten Kraftstoff 25 in Richtung zu dem vorderen Abschnitt innerhalb der Zylinderbohrung 6 zu gehen, und so wird ein fettes Luft-Kraftstoffgemisch in die Vertiefung 12 gedrückt.
In den Fig. 6 und 7, wenn der Kolben die obere Totpunktposition an dem Ende des Verdichtungshubes des Motors 1 erreicht, fließt die zwischen der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 und der Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 eingefangene Luft als eine Matschströmung 46 von dem Außenseitenabschnitt der Brennkammer 11 in Richtung zu der Vertiefung 12, und dies führt auch zu einem fetten Luft-Kraftstoff- Gemisch 43, das in die Vertiefung 12 gedrückt wird.
Demzufolge kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch 43 in einer sicheren Weise durch die Entladung durch die Zündkerze 37 gezündet werden, wenn der Kolben 9 in der Nähe der oberen Totpunktposition ist, d. h., die Zündleistung wird verbessert.
Außerdem ist, wie oben beschrieben, die Zündkerze 37 zu der Achse 3 des Zylinders 2 ungefähr parallel und sie ist zusammen mit ihrem Entladungsabschnitt 39 nahe zu dieser Achse 3. Da demzufolge das Einlassventil 19, die Auslassventile 21 und die Zündkerze 37 in der vorn- nach hinten Richtung aufgereiht verteilt sind, und die Zündkerze 37 in einer im Wesentlichen senkrechten Haltung ist, gibt es dort keine Kerze 37 in einer im Wesentlichen senkrechten Haltung ist, gibt es dort keine Störung mit der Zündkerze 37, und die jeweiligen Ventilschäfte 19a und 21a der Einlassventile 19 und der Auslassventile 21 sind im Wesentlichen auch in senkrechten Haltungen.
Demzufolge sind die an den jeweiligen Ventilschäften 19a und 21a befestigten Ventilkörperhauptkörper 19b und 21b in Haltungen, die ungefähr in rechten Winkeln zu der Achse 3 des Zylinders 2 sind, und entlang mit diesen sind die Einlassöffnungsabschnitte 14 und Auslaßöffnungsabschnitte 17 auch ungefähr in rechten Winkeln zu der Achse 3 des Zylinders 2. Als ein Ergebnis ist die gesamte Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11, die die Bodenfläche des Zylinderkopfes 7 entsprechend der Brennkammer 11 ist, als eine flache Oberfläche hergestellt, die ungefähr horizontal ist.
Da, wie in einer Seitenansicht gesehen, der Entladungsabschnitt 39 nahe zu dem Zylinderhauptkörper 4 und dem Zylinderkopf-Verbindungsabschnitt 7 angeordnet ist, ist er tiefer als in der Vergangenheit angeordnet, und demzufolge wird die Gesamtheit der Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 nahe zu dem Zylinderhauptkörper 4 gebracht.
Erstens ist demzufolge, da die Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 flach ist, die Flammenausbreitung, wenn der Kraftstoff 25 in der Brennkammer 11 verbrannt wird, schneller, und so wird die Motorleistung verbessert.
Zweitens hat, wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, der Raum zwischen der obersten Oberfläche 11a der Brennkammer 11 ein kleineres Volumen, und so ist das Verdichtungsverhältnis groß und die Motorleistung wird verbessert.
Drittens, da die Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 flach ist, wird die Oberflächenfläche der Brennkammer 11 klein und der S/V-Wert wird entsprechend kleiner, und als ein Ergebnis werden Wärmeverluste klein gehalten und die Motorleistung wird verbessert.
In den Fig. 6 und 7 ist die Anordnung, daß wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, zumindest das untere Ende des Entladungsabschnittes 39 der Zündkerze 37 in die Vertiefung 12 eindringt.
Demzufolge, wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, nähert sich die oberste Oberfläche 9b des Kolbens 9 der Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 ausreichend nah, aber ohne mit dem Entladungsabschnittes 39 der Zündkerze 37 zu stören, und so das Volumen der Brennkammer 11, verteilt zwischen der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 und der Dach Oberfläche 11a der Brennkammer 11, entsprechend kleiner wird und das Verdichtungsverhältnis noch mehr verbessert wird. Auch wird Luft, die zwischen dem Abschnitt der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 eingefangen ist, anders als dort, wo die Vertiefung 12 gebildet ist und die Brennkammer-Dachoberfläche 11 sich diesem anderen Abschnitt zuwendet, eine starke Quetschströmung 46, und, in dem Kraftstoff 25, der von dem Kraftstoffeinspritzungsventil 26 eingespritzt worden ist, wird ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch 43 in einer sicheren Weise in die Vertiefung 12 gedrückt.
Demzufolge, wenn der Kolben 9 in der Nähe der oberen Totpunktposition platziert ist, wird die Zündung von Kraftstoff 25 in der Vertiefung 12 durch den Entladungsabschnitt 39 der Zündkerze 37 in einer sicheren Weise bewirkt und die Motorleistung wird verbessert.
Außerdem, obwohl sich wie oben beschrieben, die oberste Oberfläche 9b des Kolbens 9 der Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 ausreichend nähert, wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, wird der Schwerpunkt des Kolbens 9 trotzdem niedrig gehalten, weil, wie vorerwähnt, die Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 ursprünglich niedrig gemacht worden ist, um ihn nahe zu dem oberen Ende des Zylinderhauptkörpers 4 zu positionieren.
Demzufolge, selbst obwohl insbesondere in dem Arbeitshub der Kolben 9 einer Stoßkraft von Seiten der Brennkammer 11 unterworfen wird, wird die Wiederholung der Drehbewegungen in einer schwingenden Weise durch den Kolben 9 unterdrückt und wird die Geräuscherzeugung verhindert.
Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, ist in der Brennkammer 11, die zwischen der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 und der Dachoberfläche 11a der Brennkammer 11 liegt, wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, gesehen in einer Seitenansicht (Fig. 6) von dem Abstand zwischen den linken und rechten Auslassöffnungsabschnitten 17 und 17, die zumindest einen Abschnitt um die vorerwähnte Achse 3 bilden, die Breitenabmessung L&sub2; an der Seite, die an der äußeren Seite ist, die radial von der Achse 3 verläuft, größer als die Breitenabmessung L&sub1; an der Seite der Achse 3 der Brennkammer 11.
Demzufolge verbleibt, selbst wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, ein vergleichsweise großer Raum in dem Abschnitt der Brennkammer 11, der der Außenseitenabschnitt dessen ist, der radial von der Achse 3 des Zylinders 2 verläuft, und Kraftstoff 25 verbleibt in dem Raum.
Demzufolge wird in dem anschließenden Arbeitshub, wenn der Kolben beginnt sich abwärts zu bewegen, die Flamme in der Nähe der Achse 3 des Zylinders 2, die aus dem Beginn der Verbrennung anschließend an die Zündung durch den Entladungsabschnitt 39 der Zündkerze 37 herrührt, zu dem Außenseitenabschnitt der Brennkammer 11, wegen des Kraftstoffes 25, der verbleibt, auch schnell ausgebreitet, und als ein Ergebnis wird die Flammenausbreitung in der Brennkammer 11 gleichmäßig beschleunigt, und die Motorleistung wird verbessert.
Als ein Ergebnis des obigen wird im Hochdrehzahl-Volllastbetrieb, bei z. B. mehr als 5500 U/min. der Druck in der Zylinderbohrung 6 an dem TDC ausreichend ansteigen, wie durch die durchgehende Linie in Fig. 12 angezeigt, während es in der Vergangenheit keinen ausreichenden Anstieg gegeben hat, wie durch die unterbrochene Linie angezeigt.
Außerdem ist, wie durch die durchgehende Linie in Fig. 13 angezeigt, ein Anstieg in der Temperatur des Auslasses 44 unterdrückt, während sie in der Vergangenheit stark angestiegen ist, wie die unterbrochene Linie angezeigt.
Andererseits, wenn die Drehzahl des Motors 1 hoch ist und die Motorbelastung niedrig ist, wird der Betriebsmodus B durch den Plan der vorerwähnten Steuereinheit in Fig. 10 automatisch ausgewählt.
Dieser Betriebsmodus B ist derselbe wie in dem Fall, in dem der Motor 1 in dem vorerwähnten Betriebsmodus A betrieben wird.
Wenn die Drehzahl des Motors 1 niedrig ist und die Motorbelastung niedrig ist, wird der Betriebsmodus C durch den Plan der vorerwähnten Steuereinheit in Fig. 10 automatisch ausgewählt.
In den Fig. 8 und 9 ist die Einrichtung im Betriebsmodus C, dass der Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt wird, wenn der Kolben 9 in dem Verdichtungshub des Motors 1 aufsteigt. Dieses Einspritzen von Kraftstoff 25 ist zeitpunktgesteuert, um bei einem Kurbelwinkel von 60-90º vor dem Verdichtungs-TDC stattzufinden.
In diesem Fall, da wie vorerwähnt die Einlassventile 19 und die Auslassventile 21, sowie die Zündkerze 37, in ungefähr senkrechten Haltungen sind, ist der Neigungswinkel θ des Kraftstoffeinspritzventiles klein gemacht und es gibt keine Störung mit den Teilen oberhalb.
Demzufolge, wenn der Kraftstoff 25, eingespritzt durch das Kraftstoffeinspritzventil in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben 9 aufsteigt, da der Auftreffwinkel des eingespritzten Kraftstoffes 25 auf der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 beim Auftreffen des Kraftstoffes 25 gegen die oberste Oberfläche 9b des Kolbens 9 groß ist, wird der Kraftstoff 25, dem Stoß gegen die oberste Oberfläche 9b folgend, stark aufwärts reflektiert, d. h., er wird glatt in Richtung auf den Entladungsabschnitt 39 der Zündkerze 37 bewegt, um so die Zündfähigkeit und daher die Motorleistung zu verbessern.
Außerdem, da wie vorerwähnt der Entladungsabschnitt 39 nahe zu dem Zylinderhauptkörper 4 und dem Zylinderkopf-Verbindungsabschnitt 7 ist, und tiefer als in der Vergangenheit positioniert ist, wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch 43, das im Ergebnis des durch die oberste Oberfläche 9b des Kolbens 9 Aufwärtsgedrücktwerdens aufsteigt, leicht erfasst und so wird die Zündfähigkeit noch mehr verbessert (Fig. 9).
Das Kraftstoffeinspritzventil 26 in dem Zylinderhauptkörper 4 ist in einer derartigen Weise montiert, dass der Endabschnitt dessen, wo die Kraftstoffeinspritzdüse 33 vorhanden ist, in dem oberen Abschnitt des Zylinderhauptkörpers 4 angeordnet ist. Der Neigungswinkel θ der Achse 27 des Kraftstoffeinspritzventiles 26 relativ zu einer gedachten horizontalen Ebene ist 30-45º gemacht, um die Kraftstoffeinspritzdüse 33 zu veranlassen, schräg nach unten in die Brennkammer 11 zu öffnen.
Demzufolge ist in dem Fall, bei dem der Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben aufsteigt, eingespritzt wird, der Neigungswinkel des eingespritzten Kraftstoffes 25 auf der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9, wenn er die oberste Oberfläche 9b des Kolbens 9 trifft, auf einen bestimmten Grad größer gemacht.
Demzufolge wird der Kraftstoff, als Folge des Auftreffens gegen die oberste Oberfläche 9b, stark aufwärts zurückgeworfen, d. h., er wird glatter in Richtung auf den Entladungsabschnitt 39 der Zündkerze 37 gerichtet, die Zündfähigkeit wird verbessert und als ein Ergebnis wird die Motorleistung verbessert.
Außerdem ist die Tatsache, dass das Kraftstoffeinspritzventil 26 in der vorerwähnten Anordnung in dem Zylinderhauptkörper 4 montiert ist, auch in den Fällen vorteilhaft, in denen es schwierig ist Raum für das Montieren des Kraftstoffeinspritzventiles 26 in dem Zylinderkopf 7 derart sicher zu stellen, dass in den Fällen, in denen mehrere Einlaßventile 19 und mehrere Auslassventile 21 in dem Zylinderkopf 7 montiert sind.
Wie vorerwähnt ist eine Vertiefung 12, die in Richtung zu der Brennkammer 11 öffnet, in einem Abschnitt der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 gebildet, und die Innenoberfläche dieser Vertiefung 12 ist derart hergestellt, dass von dem Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzter Kraftstoff in Richtung zu dem Entladungsabschnitt 39 geführt wird.
Demzufolge tritt insbesondere in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben 9 aufsteigt, wenn Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt wird, der eingespritzte Kraftstoff 25 zuerst in das Innere der Vertiefung 12 und dann wird er durch die Innenoberfläche der Vertiefung 12 in Richtung zu dem Entladungsabschnitt 39 geführt.
Demzufolge ist der eingespritzte Kraftstoff 25 in einer sicheren Weise auf den Entladungsabschnitt 39 gerichtet, die Zündfähigkeit wird weiter verbessert und es gibt eine weitere Verbesserung der Motorleistung.
Wie oben in Bezug auf die Fig. 3-5 beschrieben, ist innerhalb der Umfangswand der Innenoberfläche der Vertiefung 12 der Abschnitt, der sich der Kraftstoffeinspritzdüse 33 in der horizontalen Richtung zuwendet, eine vertikale Wand 12b ausgebildet, und ein Zwischenabschnitt in der stromaufseitigen/strömabseitigen Richtung dieser vertikalen Wand ist in einer bogenförmigen Ausnehmungsfläche ausgebildet, die in der horizontalen Vorwärtsrichtung mehr ausgenommen ist, als der oberste Abschnitt der vertikalen Wand.
Demzufolge wird insbesondere in dem Verdichtungshub, in dem der Kolben 9 aufsteigt, wenn Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt wird, selbst wenn der Neigungswinkel θ des Kraftstoffeinspritzventiles 26 im Verhältnis zu einer gedachten horizontalen Ebene klein ist, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzte Kraftstoff 26 in einer sicheren Weise in Richtung auf den Entladungsabschnitt 39 durch die Vertiefung 12 geführt.
Demzufolge wird der eingespritzte Kraftstoff 25 noch sicherer in Richtung auf den Entladungsabschnitt 39 gerichtet und ist eine noch sicherere Verbesserung der Zündfähigkeit und der Motorleistung.
Zu der Zeit, wenn der eingespritzte Kraftstoff 25 durch die Vertiefung 12 in die Richtung zu dem Entladungsabschnitt 39 in der oben beschriebenen Weise gerichtet ist, hindern die Seitenwände 12c Kraftstoff 25, der in die Vertiefung 12 eingetreten ist, am Verteiltwerden in die linken oder rechten Richtungen, und als ein Ergebnis wird der Kraftstoff in einer sichereren Weise in Richtung auf den Entladungsabschnitt 39 gerichtet.
Die Höhe a der vertikalen Wand 12b in den Fig. 3 und 4 oberhalb der allgemeinen Ebene der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 beträgt 6-9% des Bohrungsdurchmessers D. Falls sie weniger als 6% dieses Durchmessers beträgt, kann der erzeugte Kraftstoffsprühnebel, wenn eingespritzter Kraftstoff 25 das Innere der Vertiefung 12 trifft, leicht über die vertikale Wand 12b übertreten und verteilt werden, und es nicht möglich, ihn befriedigend in die Vertiefung 12 zurückzudrängen.
Die Höhe b der vertikalen Wand 12b unterhalb der allgemeinen Ebene der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 beträgt 7-12% des Bohrungsdurchmessers D. Wenn sie 12% dieses Durchmessers überschreitet, geht der vorerwähnte Sprühnebel vollständig in das Innere der Vertiefung 12 und es wird schwierig, ihn zu dem Entladungsabschnitt 39 der Zündkerze 37 zurückzuwerden.
Die Tiefe c des Bodenabschnittes beträgt, wenn von der Oberseite der vertikalen Wand 12b gesehen wird, 1-24% des Bohrungsdurchmessers D. Falls sie 2% dieses Durchmessers überschreitet, versammelt sich der Sprühnebel in dem Abschnitt an dem Boden der vertikalen Wand 12b, um so zu einer neuen Ausrichtung vom Sprühnebel mit einem großem Partikeldurchmesser zu führen, und dies hindert die Verbrennung und führt zu HC-Abgas und zu rußigem Abgas.
Die Wirkungen, wenn der Kolben 9 die obere Totpunktposition erreicht, sind dieselben wie die oben in Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschriebenen.

2. Praxisform

Die Fig. 14-19 zeigen eine 2. Praxisform. Diese Praxisform hatte viele Punkte mit der vorbeschriebenen 1. Praxisform in Bezug auf den Aufbau und die Wirkungen gemeinsam. Demzufolge wird eine Beschreibung hauptsächlich in Bezug auf die Differenzpunkte gegeben, und für die gemeinsamen Aspekte werden in den Zeichnungen die Hinweise durch dieselben Symbole gegeben, und eine wiederholte Beschreibung wird unterlassen.
In der Fig. 14 ist ein Einlasssteuerventil 35 vorgesehen, das den unteren Abschnitt in dem Hauptdurchgang 13a in dem Einlasskanal 13 öffnen oder schließen kann, und die Anordnung ist die, dass dieses Einlasssteuerventil 35 veranlaßt, die Ventilöffnungs- oder Schließvorgänge durch einen Betätiger, wie z. B. einen Servo-Motor etc., auszuführen.
In den Fig. 14-16, wenn der Motor 1 unter der Steuerung des vorbeschriebenen Betriebsmodus A betrieben wird, wird das Einlasssteuerventil 35 veranlaßt, einen Ventilöffnungsvorgang auszuführen, wie besonders durch die Strich-Punkt-Linie in Fig. 14 angezeigt wird. Demzufolge ist die Querschnittsfläche des Einlaßkanales 13 vergrößert und in dem Einlasshub wird eine große Luftmenge 42 glatt in die Zylinderbohrung 6 über den Einlasskanal 13 eingesaugt, und der Kraftstoff wird durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 eingespritzt.
Andererseits, wenn der Motor 1 unter der Steuerung des vorbeschriebenen Betriebsmodus B betrieben wird, wird das Einlasssteuerventil 35 veranlaßt, einen Ventilschließvorgang auszuführen, wie besonders durch die durchgehende Linie in Fig. 14 angezeigt wird. Demzufolge strömt Luft 42, die durch den Einlasskanal 13 durchgeht, an dem Einlasssteuerventil 35 vorbei und strömt stark der Innenoberfläche des oberen Teiles in dem Einlasskanal 13 entlang. Auch wird der Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 zu dieser Zeit eingespritzt. Demzufolge wird in diesem Betriebsmodus B, während die Luftmenge 42, die durch den Einlasskanal 13 strömt, weniger wird, die Luftmenge in dem zweiten Verzweigungsstrom 42b, verglichen mit der Menge in dem ersten Verzweigungsstrom 42a, größer und, wie in dem Betriebsmodus A, wirkt die umgekehrte Strömung 42c wie eine starke Fallströmung.
Die weiteren Wirkungen sind dieselben wie in dem Fall des vorerwähnten Betriebes des Motors 1 im Betriebsmodus A.
In den Fig. 17 und 18, wenn der Motor 1 unter der Steuerung des vorbeschriebenen Betriebsmodus C betrieben wird, wird das Einlasssteuerventil 35 veranlaßt, einen Ventilschließvorgang auszuführen, wie besonders durch die durchgehende Linie in Fig. 14 angezeigt wird. Deshalb wird in dem Betriebsmodus C, während die Luftmenge, die durch den Einlasskanal 13 strömt, weiter vermindert wird, umgeht Luft 42, die durch den Einlaßkanal 13 durchgeht, das Einlasssteuerventil 35, und strömt stark entlang der Innenoberfläche des oberen Teiles in dem Einlasskanal 13. Deshalb wird die Luftmenge in dem zweiten Verzeigungsstrom 42b, verglichen mit der Menge in dem ersten Verzweigungsstrom 42a, größer, und, wie i, Betriebsmodus A wirkt die umgekehrte Strömung 42c wie eine starke Fallströmung.
Außerdem führt in diesem Fall, da wie oben beschrieben, die Luftmenge 42 klein ist, die oben beschriebene Fallströmung zur Erzeugung von geschichteter Verbrennung.
Fig. 19 zeigt eine Modifikation der Kolben 9 in dieser zweiten Praxisform.
In der obersten Oberfläche 9b' des Abschnittes (der vordere Abschnitt), der innerhalb der obersten Oberfläche 9b des Kolbens 9 die Vertiefung 12 umgibt, wenn in einer Ebene gesehen, wird die Ansicht zu einem Punkt erstreckt, wo seine Führungskante P auf der Seite der Vertiefung 12 nah zu der Achse 3 des Zylinders 2 ist. Wenn Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 an einem Kurbelwinkel für den Kolben 9 von 60-90º vor der oberen Totpunktposition (BTDC) eingespritzt wird, schneidet die Mitte des eingespritzten Kraftstoffes 25 mit der obersten Oberfläche 9b' an einem Schnittpunkt Q.
In größerer Ausführlichkeit, die Führungskante P der obersten Oberfläche 9b' ist näher als der Schnittpunkt Q zu der Achse 3 platziert.
Außerdem ist in der Vertiefung 12 die Höhe h&sub2; von der obersten Oberfläche 9b' zu der obersten Kante der vertikalen Wand 12b ungefähr 50% der Höhe h&sub1; (äquivalent zu a + b der Fig. 3 in der ersten Praxisform) von der Bodenoberfläche 12a zu der obersten Kante der vertikalen Wand 12b.
Bei diesem Aufbau in dem Verdichtungshub, wenn Kraftstoff 25 durch das Kraftstoffeinspritzventil 26 bei dem vorbemerkten Kurbelwinkel eingespritzt wird, wenn der Atmosphärendruck in der Brennkammer 11 ungefähr 3 bar oder mehr ist, trifft dieser Kraftstoff 25 zuerst die oberste Oberfläche 9b' und wird in Richtung auf die vertikale Wand 12b gerichtet und er wird dann durch die vertikale Wand 12b geführt und in Richtung zu dem Entladungsabschnitt 39 gerichtet. Mit anderen Worten, ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch 43 ist in Richtung des Entladungsabschnittes 39 gerichtet.
In dem oben beschriebenen Fall, sobald die oberste Oberfläche 9b' getroffen worden ist, wird das meiste des fetten Luft-Kraftstoff-Gemisches 43 in die Vertiefung 12 gedrückt, aber eine Schicht eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches 43 ist zwischen der Bodenoberfläche 12a und der vertikalen Wand 12b vorhanden, und so wird das fette Luft-Kraftstoff-Gemisch 43 am direkten Auftreffen auf der Bodenoberfläche 12a oder der vertikalen Wand 12b gehindert.
Demzufolge wird die Bildung von Flüssigkeitstropfen mit großer Teilchengröße auf den Oberflächen der Bodenoberfläche 12a und der vertikalen Wand 12b durch den Kraftstoff 25 mehr als in dem Fall unterdrückt, in dem Kraftstoff 25 direkt auf die Bodenoberfläche 12a oder auf die vertikale Wand 12b auftrifft.
Demzufolge wird die Motorleistung verbessert, da es eine gründliche Unterstützung der Atomisierung von eingespritzten Kraftstoff 25 gibt, die Erzeugung von unverbrannten Substanzen wird verhindert und es gibt eine schnellere Flammenausbreitung etc.

Claims

1. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp, mit:

einem Zylinderhauptkörper (4), der zumindest eine Zylinderbohrung (6) zum Aufnehmen eines Kolbens (9) hat, um entlang einer Zylinderachse (3) in Übereinstimmung mit jeweils einem Auslasshub, einem Einlasshub, einem Verdichtungshub und einem Arbeitshub hin- und herzugehen,

einem Zylinderkopf (7), installiert auf dem Zylinderhauptkörper, um ein oberes Ende der zumindest einen Zylinderbohrung (6) zu verschließen, wobei jeweils eine Brennkammer (11) zwischen jedem Kolben (9) und der Unterseite des Zylinderkopfes (7) gebildet ist,

einem Kraftstoffeinspritzventil (26), um Kraftstoff in die Brennkammer (11) einzuspritzen,

einer Zündkerze (37), die einen Entladungsabschnitt (39) hat, der sich in die Brennkammer erstreckt, wobei der Entladungsabschnitt (39) nahe zu oder auf der Zylinderachse (3) angeordnet und nahe oder in einer Verbindungsebene des Zylinderkopfes (7) und des Zylinderhauptkörpers (4) ist,

einer Motorsteuereinheit zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventiles (26), um Kraftstoff in die Brennkammer (11) in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und der Motorbelastung einzuspritzen, wobei unter niedriger Motordrehzahl und niedriger Motorbelastung (C) die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventiles (26) innerhalb des Verdichtungshubes des Kolbens (9) beginnt und unter hoher Motorbelastung und hoher oder niedriger Motordrehzahl (A) und niedriger Motorbelastung und hoher Motordrehzahl (B) die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventiles (26) innerhalb des Einlasshubes des Kolbens (9) beginnt.

2. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach Anspruch 1, wobei sich die Zündkerze (37) im wesentlichen parallel zu der Zylinderachse (3) erstreckt.

3. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (26) so montiert ist, dass der Neigungswinkel der Längsachse des Kraftstoffeinspritzventiles (26) zu der Verbindungsebene 30-45º mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (33) an einem Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventiles schräg nach unten in Richtung auf die Brennkammer zugewandt ist.

4. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach Anspruch 3, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (26) an dem Zylinderhauptkörper (4) montiert ist, mit einem Endabschnitt desselben nah zu dem oberen Endabschnitt der entsprechenden Zylinderbohrung (6).

5. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach Anspruch 3, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (26) an dem Zylinderkopf (7) montiert ist.

6. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Vertiefung (12), die sich in Richtung der Brennkammer (11) öffnet, in einem Abschnitt der obersten Oberfläche des Kolbens (12) gebildet ist, und wobei die Vertiefung (12) in einer derartigen Weise geformt ist, dass ihre innere Oberfläche Kraftstoff, der eingespritzt worden ist, von dem Kraftstoffeinspritzventil (26) in Richtung des Entladungsabschnittes (39) führt.

7. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Abschnitt, der innerhalb einer Umfangswand einer in der obersten Oberfläche des Kolbens (9) gebildeten Vertiefung (12) vorgesehen und dem Kraftstoffeinspritzventil (26) in einer horizontalen Richtung zugewandt ist, eine vertikale Wand (12b) bildet, und ein Zwischenabschnitt der vertikalen Wand (12b) in der stromaufseitigen/stromabseitigen Richtung aus einer bogenförmigen Ausnehmungsfläche gemacht ist, die in der horizontalen Richtung mehr ausgenommen ist, als ihr oberster Abschnitt.

8. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Brennkammer (11) derart gemacht ist, dass wenn der Kolben (9) die obere Totpunktposition erreicht, zumindest das untere Ende des Entladungsabschnittes (39) der Zündkerze (37) in die Vertiefung (12) eintritt.

9. Brennkraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in der oberen Totpunktposition des Kolbens (9) die Breitenabmessung (L&sub2;) zwischen dem Kolben (9) und dem Zylinderkopf (7) in der Brennkammer (11) an der Seite, die an einer äußeren Kante radial von der Zylinderachse (3) getrennt ist, größer ist, als die Breitenabmessung (L&sub1;) zwischen dem Kolben (9) und dem Zylinderkopf (7), nächst der Zylinderachse (3).