DE69829113T2 - Brennkraftmaschinensystem - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES FACHGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungssystem für Motoren mit mindestens einem Zylinder.
  • STAND DER TECHNIK
  • Bei heutigen Verbrennungsmotoren ist es allgemein wünschenswert, die Ausgangsleistung der Motoren zu vergrößern. Um dies zu erreichen, gibt es viele verschiedene Lösungen. Eine Methode ist, den Strömungswiderstand in der Einlassleitung zu verringern, was zu einer Erhöhung der Effizienz der volumetrischen Füllung führt. Dies kann aber zu einer Verschlechterung der Verbrennungsqualität führen. Dies wird unter anderem durch die Schwierigkeit, während der Verbrennungsphase bei geringen Lasten und Drehzahlen ausreichende Mikroturbulenzen zu erzeugen, verursacht. Bei zu geringen Turbulenzen kommt es zu unakzeptabel niedrigen Verbrennungsgeschwindigkeiten und überhöhten Variationen der Ausgangsleistung von Zyklus zu Zyklus. Eine Methode, die Verbrennungsqualität zu verbessern ist, den Grad des sogenannten „Taumel-Effekts" (tumble effect) zu erhöhen, der während des Einlass- oder Ansaughubs erzeugt wird. Der Taumel-Effekt wird definiert als eine Rotationsbewegung des Luftvolumens, das sich schräg zum Zylinder zwischen der Kolbenoberseite und dem oberen Teil der Zylinderkammer bewegt. Um den Taumel-Effekt zu vergrößern, wird die Einlassleitung üblicherweise in einer speziellen An und Weise ausgeführt, die weiter unten detaillierter beschrieben wird, die normalerweise zu einem erhöhten Strömungswiderstand führt. Dieser Kompromiss ist bekannt und zum Beispiel in der SAE Schriftenreihe 910477 „Effect of Intake Port Flow Pattern on the In-Cylinder Tumbling Air Flow in Multi-Valve SI Engines" von S. Omori et. Al., Februar-März 1991 dokumentiert.
  • 1 stellt eine Einlassleitung 20a für einen hohen Durchfluss (bezeichnet durch gestrichelte Linien) und einen anderen für hohe Rotation (bezeichnet durch durchgezogene Linien) dar, was zwei bekannte Systeme sind, deren Unterschiede weiter unten beschrieben werden. Jedes dieser Systeme könnte allgemein als Verbrennungssystem für Motoren mit mindesten einem Zylinder 10 beschrieben werden. Das Verbrennungssystem des betreffenden Systems bein haltet mindestens eine Auslassleitung 20b, eine Einlassleitung 20a mit einer normalerweise zylindrischen Wand 22, 22a und eine Kolbenkammer (auch Verbrennungskammer genannt), die von einer Oberseite 100 (auch Zylinderkopf genannt) begrenzt wird. Eine Mittellinie 21a, 21b erstreckt sich hauptsächlich entlang der Mitte der Einlassleitung 20a. Weiterhin ist der Zylinder mit einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) ausgestattet, der Einspritzventile für Brennstoff besitzt, die Brennstoff in die Einlassleitung 20a oder direkt in die Zylinderkammer 30 einspritzen. Ein Kolben 40, der mit einem Oberteil 60 (auch Kopf genannt) ausgestattet ist, führt eine Hin- und Herbewegung innerhalb des Zylinders 10 aus. Jeder Zylinder ist mit mindestens einem Ventil 70a für den Einlass und einem Ventil für den Auslass 70b ausgestattet. Das Auslassventil 70b wird im Folgenden nicht behandelt, deshalb wird die Bezeichnung „Ventil" von hier ab das Einlassventil 70a bezeichnen. Das Einlassventil 70a ist in einer Führung 72 angeordnet, die das Ventil 70a führt, wobei die Führung eine Längsachse 110 hat, die in einem Winkel relativ zum Zylinderkopf 100 der Zylinderkammer 30 liegt. Diese Längsachse berührt die Mittellinie 21a, 21b der Einlassleitung 20a und bestimmt einen Radius 23a, 23b dazwischen, das heißt, der Radius berührt sowohl die Längsachse als auch die Mittelachse. Die Einlassleitung 20a ist mit der Zylinderkammer 30 mit einer Öffnung 80 verbunden, und das Ventil 70a ist so angeordnet, daß es die Verbindung zwischen der Einlassleitung 20a und der Zylinderkammer 30 öffnet und schließt. Der obere Bereich der Mittellinie 21a, 21b, das heißt, der Teil der Mittellinie 21a, 21b stromaufwärts der Längsachse 110 und des Radius 23a, 23b, und die Längsachse 110 bestimmen zusammen einen Biegewinkel 25a, 25b. Die Mittellinie 21a, b wird den Radius 23a 23b berühren, wenn der Startpunkt des Radius 23a, b in Richtung der Öffnung 80 derselbe ist.
  • In der Einlassleitung 20a (gestrichelte Umrisslinie in 1) für hohen Durchfluss hat die Mittellinie 21a, beginnend von der Öffnung 80 der Leitung in der Zylinderkammer 30, einen vorzugsweise maximierten Radius 23a, der die Längsachse 110 der Führung 72 berührt. Dieser Radius 23a ist im Prinzip der gleiche wie in der entsprechenden Kurve 24 der Wand 22 der Einlassleitung, beginnend von der Öffnung 80. Um einen maximierten Radius 23a zu erhalten, wird der Krümmungswinkel 25a unter Beachtung des vorhandenen Bauraums nach oben so minimiert, daß sich die Leitung frei von den vorhandenen Motorkomponenten bewegen kann. Vorhandene Motorkomponenten sind z.B. definiert als Ventilführungen, Ventile, Nockenwellen und Dichtungen. Bei diesem Typ Einlassleitung wird die Biegung unterbrochen. Wenn dieser Typ der Einlassleitung mit unterbrochener Biegung benutzt wird, steigt die Durchflusskapazität an, z.T., weil die Leitung einen kleineren Angriffswinkel 27a, b zwischen der Einlassleitung und der Mittellinie des Zylinders 130 einnehmen kann. Ein anderer Vorteil, der ebenfalls zu einem erhöhten Durchfluss fuhrt, ist, daß der Luftstrom gleichmäßig entlang des Ventilumfangs verteilt wird. In einer Taumel-Leitung wird der größte Teil des Luftstroms zu dem oberen Teil des Ventilumfangs geleitet. In einer so genannten „Filling-Leitung", z.B. einer Leitung für einen hohen Durchfluss, wird der Luftstrom so gleichmäßig wie möglich verteilt und der Durchfluss-Bereich voll ausgenutzt. Der Taumel-Effekt wird jedoch vermindert, wenn dieser Leitungstyp benutzt wird. Außerdem kann es unvorteilhaft sein, einen kleinen Ventilwinkel, üblicherweise 15°–20°, zu benutzen, da dies zu einer vergleichsweise kleinen Ventilgröße und einem hohen Zylinderkopf führt, was beträchtliche Änderungen der vorhandenen Produktionslinien erforderlich machen würde.
  • In dem anderen Fall, in dem die Einlassleitung ein starkes Taumeln verursacht, hat die Mittellinie 21b, beginnend von der Öffnung 80 der Leitung in die Zylinderkammer 30, einen vorzugsweise minimierten Radius 23b, der die Längsachse 110 der Ventilführung 72 berührt. Dieser Radius 23b erzeugt eine Kurve 24a der Wand 22a der Einlassleitung, beginnend von der Öffnung 80, die sich dann bei 24b stark in Richtung der Führung krümmt. Um eine maximale Führung des Durchfluss zu der Oberseite des Ventils zu erhalten, wird der Krümmungswinkel 25b hinsichtlich des vorhandenen Bauraumes nach unten maximiert. Wenn dieser Typ der Einlassleitung mit unterbrochener Biegung eingesetzt wird, wird der Taumel-Effekt durch die Form der Einlassleitung größer. Jedoch wird die Durchflusskapazität vermindert, wenn eine solche Leitung benutzt wird.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm, welches zeigt, daß die Beziehung zwischen Durchfluss und Taumel-Grad umgekehrt proportional, z.B. linear ist. Der Taumel-Grad kann z.B. als kinetische Energie der rotierenden Luftmasse definiert werden. Der Durchfluss in dem Diagramm ist die Durchflussmenge von Luft. Wenn die beiden Ausgestaltungen in 1 verglichen werden, wird man sehen, daß, wenn der Radius entsprechend 23a maximiert und der Winkel 25a minimiert wird, dies zu einer Leitung führt, die einen geringeren Taumel-Grad und eine höhere Durchflusskapazität hat. Dieser Vergleich stimmt mit Punkt 10 in 2 überein. Wenn es wünschenswert wäre, den Durchfluss zu erhöhen und den Taumel-Grad zu reduzieren, wäre diese Ausgestaltung vorzuziehen. Wenn ein anderer Vergleich zwischen den beiden in 1 gezeigten Ausgestaltungen gemacht würde, wobei der Radius entsprechend 23b minimiert und der Winkel 25b maximiert würde, würde dies zu einer Leitung mit größe rem Taumel-Grad und einer geringeren Durchflusskapazität führen. Dieser Vergleich stimmt mit Punkt 20a in 2 überein.
  • Weiterhin kann der Kopf 60 des Kolbens 40, abhängig von der Anwendung, etwas verändert werden. Die einfachste Form des Kopfes 60 eines Kolbens 40 ist natürlich eine vollkommen flache Oberfläche. Um den Taumel-Effekt zu verstärken, kann der Kopf 60 des Kolbens 40 zum Beispiel mit einer kugelförmigen Aushöhlung versehen werden (nicht gezeigt). Diese Aushöhlung kann z.B. in Richtung der Taumel-Bewegung vorgesehen werden, um die Bildung der Taumel-Bewegung zu unterstützen. Weiterhin kann ein Rücken auf dem Kolben mit einem Versatz (nicht gezeigt) angebracht werden, der mit der Absicht, einen gleichmäßigeren Durchfluss zu erhalten, an einer Auslassleitung angebracht wird.
  • Ein Beispiel einer Einlassleitung, die einen geschichteten Taumel-Durchfluss erzeugen soll, ist in der US-A-5,295,464 beschrieben. Geschichtet bedeutet, daß der Brennstoff z.B. an der Zündkerze konzentriert ist, so daß die Verwendung eines mageren Gemisches möglich ist. Das besagte Dokument beschreibt auch, wie ein Kolben mit einer versetzten kugelförmigen Aushöhlung versehen werden kann. Ein anderes Beispiel, wie der Taumel-Effekt vergrößert werden kann, wird in der US-A-5,115,774 beschrieben. Dieses Dokument beschreibt eine Einlassöffnung, die mit einer Abdeckung neben der Öffnung der Einlassöffnung versehen ist. Aufgrund dieser Abdeckung wird die Taumel-Bewegung innerhalb der Zylinderkammer möglicherweise vergrößert. Weiterhin ist ein Kolben mit einer kugelförmigen Aushöhlung beschrieben.
  • Wenn eine Einlassleitung in Kombination mit einem Kolben benutzt wird, der mit einer Aussparung versehen ist, und beide Ausgestaltungen zu einer vergrößerten Taumel-Bewegung beitragen, wird die Durchflusskapazität sinken, was wiederum zu einer verringerten Motorleistung führen wird. Der Grund für die Verringerung der Durchflusskapazität ist, daß die Beziehung zwischen dem Durchfluss und der Taumel-Bewegung, die von der Einlassleitung erzeugt werden, linear ist, z.B. ist der Durchfluss umgekehrt proportional zu dem Taumel-Effekt. Deshalb wird mit einer vergrößerten Taumel-Bewegung eine dazugehörige Durchfluss-Verringerung erreicht.
  • Da die Verbrennungsqualität zu einem beträchtlichen Grad von der Taumel-Bewegung, die in der Einlassleitung erreicht wird, und von dem Zusammenbrechen dieser Bewegung abhängt, ist es wünschenswert, eine Möglichkeit zu finden, die Durchflusskapazität zu erhöhen und die Intensität der Turbulenzen bei der Verbrennung beizubehalten. Weiterhin ist es wünschenswert, die Ausgangsleistung des Motors zu vergrößern und gleichzeitig einen geringen Brennstoffverbrauch mit minimalen Pumpverlusten ohne Verschlechterung der Verbrennungsqualität zu erhalten, z.B., indem die Taumel-Bewegung so kontrolliert wird, daß der Durchfluss minimal beeinflusst wird. Pumpverluste sind definiert als die Arbeit, die nötig ist, um Luft in einen Zylinder einfließen zu lassen. Hohe Pumpverluste bringen eine geringere Leistung an der Ausgangswelle mit sich.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das Ziel der vorhandenen Erfindung ist, eine Vorrichtung zu bilden, die die Durchflusskapazität und damit die Ausgangsleistung unter Beibehaltung der Verbrennungsqualität bei niedrigen Lasten und Rotationsgeschwindigkeiten erhöht.
  • Ein anderes Ziel ist es, den Brennstoffverbrauch zu reduzieren und die Pumpverluste zu verringern.
  • Ein weiteres Ziel ist, größere Ventilwinkel schaffen zu können, die geometrisch längere Ventile und einen niedrigeren Zylinderkopf ermöglichen und außerdem die Möglichkeit bieten, vorhandene Produktionslinien für die Produktion von Motoren mit mehr als einem Zylinder zu nutzen.
  • Noch ein weiteres Ziel ist, den Produktionsprozess für die Produktion der Verbrennungsmaschine so zu vereinfachen, daß er sowohl weniger teuer als auch einfacher wird als sonst üblich, wenn ein neuer Verbrennungsmotor produziert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen Ziele mit dem Vorsehen eines Verbrennungssystems gemäß Anspruch 1 erfüllt, der eine Kombination von zwei vollkommen verschiedenen Lösungen beschreibt, einer Einlassleitung mit geringem Taumeln und gesteigertem Durchfluss und einem Kolben, der mit einer Aushöhlung versehen ist. Durch diese Kombination wird ein vorteilhaftes System erhalten, das die Durchflusskapazität unter Beibehaltung der Turbulenzintensität bei der Verbrennung im Motor steigern, den Brennstoff verbrauch reduzieren, eine hohe Verbrennungsqualität erzeugen und die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors steigern kann.
  • Weiterhin können vorhandene Werkzeuge und Maschinen für die Herstellung genutzt werden, da der Ventilwinkel beibehalten werden kann, indem eine Einlassleitung mit einer bekannten Gestaltung verwendet wird. Auf diese An und Weise kann der Produktionsprozess für einen Zylinderkopf auch vereinfacht werden und folglich zu geringen Kosten produziert werden.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind detailliert in den betreffenden abhängigen Ansprüchen definiert.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird jetzt durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung, die nur als Beispiel gedacht ist, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Vergleich zwischen zwei bekannten Systemen, einem mit einer Einlassleitung für einen großen Luftstrom und einem anderen mit einer Einlassleitung, die einen Taumel-Effekt hat;
  • 2 ein Diagramm mit der Beziehung zwischen Taumeln und Durchflussmenge;
  • 3 eine bevorzugte Gestaltung der vorliegenden Erfindung;
  • 4 einen Schnitt des Kolbens in 3; und
  • 5 eine vergrößerte Ansicht des Kolbens in 3 von oben.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen
  • In 3 ist ein Verbrennungssystem mit mindestens einem Zylinder 10 gezeigt. Das System beeinhaltet mindestens eine Auslassleitung (nicht gezeigt), eine Einlassleitung 20a mit einer normalerweise zylindrischen Wand 22 und eine Zylinderkammer 30 (auch Verbrennungs kammer genannt), die von einer Oberseite 100 begrenzt ist, auch Zylinderkopf genannt. Eine Mittellinie 21 erstreckt sich hauptsächlich entlang der Mitte der Einlassleitung 20a. Weiterhin ist die Einlassleitung mit einem Brennstoffeinspritzventil ausgestattet, das Brennstoff in die Einlassleitung 20a oder direkt in die Zylinderkammer 30 einspritzt. Ein Kolben 40, der mit einem Oberteil 60 ausgestattet ist, auch Kopf genannt, führt eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb des Zylinders 10 aus. Jeder Zylinder ist mit einem Ventil 70 für den Einlass und einem Ventil für den Auslass (nicht gezeigt) ausgestattet. Das Auslassventil wird im Folgenden nicht erwähnt, und die Bezeichnung „Ventil" wird deshalb von jetzt an das Einlassventil 70 bezeichnen. Das Einlassventil 70 ist in einer Führung 72 angeordnet, die das Ventil 70 führt, wobei die Führung eine Längsachse 110 hat, die in einem Winkel relativ zu der Oberseite 100 der Zylinderkammer 30 angeordnet ist. Diese Längsachse berührt die Mittellinie 21 des Einlasskanals 20a. Der Einlasskanal 20a ist über eine Öffnung 80 mit der Zylinderkammer 30 verbunden, und das Ventil 70 ist so angeordnet, daß es die Verbindung zwischen der Einlassleitung 20a und der Zylinderkammer 30 öffnet und schließt. Der obere Teil der Mittellinie 21, das heißt der Teil der Mittellinie 21, der stromaufwärts der Längsachse 110 liegt, und der Punkt, wo der Radius 23 die Linie 21 und die Längsachse 110 berührt, definieren zusammen den Krümmungswinkel 25. Der Krümmungswinkel 25 und der Radius 23 hängen voneinander ab, da der Radius sich vergrößert, wenn der Krümmungswinkel abnimmt und umgekehrt. Die gerade Linie 21 geht an dem Punkt, wo die Mittellinie 21 den Radius 23 berührt in eine Biegung über. Erfindungsgemäß hat die Mittellinie 21, die von der Öffnung 80 der Einlassleitung in die Zylinderkammer 30 ausgeht, einen vorzugsweise maximierten Radius 23, der die Längsachse 110 der Ventilführung berührt. Um einen maximierten Radius 23 zu erhalten, wird der Krümmungswinkel 25, der zwischen der Ventilführung 72 und der Einlassleitung 20 stromaufwärts des Radius 23 erzeugt wird, in Bezug auf den vorhandenen oberen Bauraum so minimiert, daß die Leitung frei von den vorhandenen Motorbauteilen verlaufen kann. Vorhandene Bauteile sind definiert als z.B. Ventilführungen, Ventile, Nockenwelle und Dichtungen. Deshalb bedeutet das, daß die Öffnung 80 der Einlassleitung eine unterbrochene Kurve 24 hat, die mit der Ventilführung 72 übereinstimmt, d.h., mit der Längsachse 110 der Führung, um den Taumel-Effekt innerhalb der Zylinderkammer 30 zu begrenzen, und die, wo die Wand entlang der Kurve 24 von der Führung 72, die das Ventil 70 führt, in einer Richtung verläuft, die hauptsächlich mit einer gedachten Linie übereinstimmt, die sich von der Öffnung der Einlassleitung erstreckt. Wenn dieser Typ der Einlassleitung, der einer unterbrochenen Kurve folgt, benutzt wird, steigt die Durchflusskapazität wegen der Form der Leitung an. Jedoch wird der Taumel-Effekt reduziert, wenn diese Art der Leitung verwendet wird. Um die Taumel-Intensität zu vergrößern, wird Energie benötigt, da ein Wirbel erzeugt wird, und dadurch wird die Durchflusskapazität in den Fällen vermindert, in denen es wünschenswert ist, ein stärkeres Taumeln innerhalb der Zylinderkammer zu erzeugen.
  • Weiterhin wird der Taumel-Effekt gemäß der Erfindung innerhalb der Zylinderkammer 30 verstärkt, ohne den Durchfluss zu beeinflussen, indem das Oberteil 60 des Kolbens 40 mit einer vorzugsweise zylindrischen Aushöhlung 50, wie in 4 und 5 gezeigt, versehen wird, die so gestaltet ist, daß die Erzeugung von Taumeln in der Zylinderkammer 30 während des Einlasshubes vergrößert wird, und daß sie zu dem Zusammenbrechen des Taumelns in eine Turbulenz während des Kompressionshubs beiträgt. Natürlich kann diese Aushöhlung andere Formen als die zylindrische, wie kugelförmig oder ähnlich, haben. Die besagte Aushöhlung kann auf einer Hälfte des Kolbens angeordnet sein, siehe 5, wo sie über das Oberteil des Kolbens verläuft. Aus den 3, 4 und 5 kann man weiterhin sehen, daß das Oberteil 60 des Kolbens mit einem Rücken 62 neben der Aushöhlung 50 versehen ist. Der Rücken 62 kann auf einer konstanten Höhe über die Kolbenoberseite 60 verlaufen. Weiterhin kann der Kolben mit einer oder mehreren Ventiltaschen 64 versehen sein, um Kollisionen mit teilweise geöffneten Ventilen zu verhindern. Dieser Typ eines Kolbens 40 wird also die Erzeugung von Taumeln in der Brennkammer während eines Einlasshubes vergrößern, gleichzeitig wird die Form des Kolbens zu einem Zusammenbrechen des Taumelns in eine Turbulenz während des Kompressionshubes beitragen. Folglich bedeutet das, daß eine genau so große Taumelstärke und damit genau so vorteilhafte Verbrennungseigenschaften erreicht werden können, wie bei der Verwendung einer Einlassleitung mit einem hohen Taumel-Grad und gleichzeitig die Durchflusskapazität höher sein wird als normalerweise mit solch einer Leitung möglich. Die erfindungsgemäße Leitung kann eine Erhöhung der Durchflusskapazität von mindestens 10 % im Vergleich dazu, was normalerweise von einer Leitung zugelassen wird, liefern. Der effizientere Zusammenbruch des Taumelns wird ein vermindertes Rest-Taumeln und daher geringere Klopfanfälligkeit liefern, da der Flammmittelpunkt (nicht gezeigt) einen geringeren Versatz zu der Seite hat, an der die Abgase ausgestoßen werden. Ein anfänglich geringes Taumeln wird zu einer verringerten Kühlung und Pumpverlusten beitragen. Zusammen wird dies zu einem geringeren spezifischen Brennstoffverbrauch führen.
  • Die Mittellinie 110 der Einlassleitung nähert sich der Oberseite der Zylinderkammer mit dem Winkel 27, der zwischen 0° und 180°, vorzugsweise zwischen 20° und 35° , bevorzugt bei 30° relativ zu der Zylinderkammermittellinie 130 liegt. Der Winkel 27 sollte im Hinblick auf den vorhandenen Bauraum so klein wie möglich sein. Die Krümmung zu der Einlassleitung kann zwischen 0 und 180° variieren. Für einen modernen Fahrzeugmotor liegt diese Krümmung normalerweise zwischen 30–90° und bevorzugt bei 50°.
  • Eine weitere Ausführungsform ist, daß die Einlassleitung eine fallenden Leitung sein kann, die in Richtung des oberen Endes der Zylinderkammer zwischen Auslass- und Einlassventil fällt. Die gleiche geometrische Konstruktion, bei der die Leitung einer unterbrochenen Kurve folgt, ist in diesem Fall möglich.
  • Obwohl die gezeigten Ausführungsformen der vorhandenen Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genau beschrieben werden, sollte verstanden werden, daß die Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen eingeschränkt wird und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen von einem Fachmann gemacht werden können, ohne von dem Bereich, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel könnte eine Variante sein, mehr als eine Zündkerze oder mehr als ein Einlass- und/oder Auslassventil für jeden Zylinder zu benutzen.

Claims (6)

  1. Brennkraftsystem für Maschinen mit wenigstens einem Zylinder (10), wenigstens bestehend aus – einer Auslassleitung, – einer Einlassleitung (20a), – einer Zylinderkammer (30), die durch einen Zylinderkopf (100) begrenzt ist, wobei die Zylinderkammer (30) eine Mittellinie (39) und eine im wesentlichen zylindrische Wand (22) aufweist, – einer Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinderkammer (30) oder die Einlassleitung (20a) – einem Kolben (40) mit einem Oberteil (60), wobei der Kolben eine hin- und hergehende Bewegung in dem Zylinder (10) vornimmt, – einem Auslassventil, und – einem Einlassventil (21), das in einer Führung (72) zum Führen des Ventils (70) angeordnet ist, wobei das Ventil (70) auf eine Öffnung (80) gerichtet ist, die in die Zylinderkammer (30) führt, wobei die Einlassleitung (20a) mit der Zylinderkammer (30) verbunden ist, und wobei das Einlaßventil (70) zum jeweiligen Öffnen oder Schließen zwischen der Einlassleitung (21a) und der Zylinderkammer (30) betätigbar ist, wobei die Einlassleitung (20a) eine diskontinuierliche Krümmung (23) aufweist, bei der ein Näherungswinkel der diskontinuierlichen Krümmung unmittelbar stromaufwärts der Öffnung (80) mit der Längsachse der Ventilführung (72) derart zusammenfällt, dass die Mittellinie der Einlassleitung mit der Achse der Ventilführung stromaufwärts der Öffnung (80) zur gleichmäßigen Verteilung einer Luftströmung um den Umfangsrand des Ventils zusammenfällt, und wobei das Oberteil (60) des Kolbens mit einer Aushöhlung (50) versehen ist, die an einer Seite des Oberteils nahe einem Auslassventil angeordnet ist, wobei die Aushöhlung in der Zylinderkammer während eines Einlasshubs einen Taumel- bzw. Tumbling-Effekt und während des Kompressionshubs ein Zusammenbrechens des Tumbling in eine Turbulenz verursacht.
  2. Brennkraftsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (60) des Kolbens (40) mit einem Rücken (62) neben der Aushöhlung (50) versehen ist, wobei der Rücken quer über das Oberteil zu der Rückseite der Aushöhlung (50) angeordnet ist.
  3. Brennkraftsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung sich zu der Einlassleitung (20a) der Oberseite (100) der Zylinderkammer (30) unter einem Winkel nähert, der von 0° bis 180°, bezogen auf die Mittellinie (130) variiert.
  4. Brennkraftsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel von 30° bis 90° bezogen auf die Mittellinie (130) variiert.
  5. Brennkraftsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Einlassleitung (22a), der sich der Oberseite (100) der Zylinderkammer (30) nähert, zwischen 20° und 35°, vorzugsweise 30° beträgt.
  6. Brennkraftsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (23) der Krümmung der Einlassleitung (22a) bezüglich des verfügbaren Raums maximiert ist.
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