WO2005047667A1 - Direkteinspritzende brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2005047667A1
WO2005047667A1 PCT/EP2004/011637 EP2004011637W WO2005047667A1 WO 2005047667 A1 WO2005047667 A1 WO 2005047667A1 EP 2004011637 W EP2004011637 W EP 2004011637W WO 2005047667 A1 WO2005047667 A1 WO 2005047667A1
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WO
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elevation
injection
piston
combustion engine
internal combustion
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PCT/EP2004/011637
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English (en)
French (fr)
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Rüdiger Pfaff
Martin Schnabel
Joachim Süss
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621—Squish flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a direct-injection internal combustion engine with at least one cylinder, which has a combustion chamber and in which a piston carries out an oscillating movement, according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • a generic internal combustion engine is known from US 2002/0117146 AI.
  • the fuel is injected into the combustion chamber at a relatively steep injection angle and the piston bowl is at least partially adapted to the injection angle.
  • injection times of approximately 130 to 30 ° before top dead center of the piston must be selected, since the combustion chamber pressure is still relatively low at this point in time, so that the injected fuel can penetrate very deep into the combustion chamber.
  • the steepest possible injection angle on the injection nozzle should be chosen in order to avoid a to ensure the largest possible free beam length. This also requires that the shape of the piston recess is adapted to this injection, as is the case, for example, with US 2002/0117146 AI.
  • the piston bowl since it is not possible to operate the internal combustion engine with a homogeneous combustion process over its entire map, the piston bowl must be designed for both homogeneous and conventional mixture formation. This is not easily possible with known solutions.
  • the solution according to the invention ensures that the injection jet always strikes the piston recess in such a way that the injected fuel can optimally mix with the air in the combustion chamber, regardless of the time of the injection.
  • the fact that an injection jet injected at the latest possible time always strikes the surface adjacent to the elevation ensures that the impulse of the incident injection jet is not destroyed, which means that it could no longer be used optimally for mixture formation, which in turn increased would result in black smoke formation.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine according to the invention with a piston oscillating in a combustion chamber and with an injection jet impinging on a piston bowl of the piston;
  • FIG. 2 shows the design of the piston recess of the piston from FIG. 1 in a first area
  • FIG. 3 shows the design of the piston bowl of the piston from FIG. 1 in a second area
  • FIG. 4 shows the design of the piston recess of the piston from FIG. 1 in a third area
  • FIG. 5 shows the deflection of the injected fuel jet in the region of the piston recess shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows the design of the piston recess of the piston from FIG. 1 in a fourth area
  • FIG. 8 shows a first embodiment of a fifth region of a piston from FIG. 1;
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a fifth region of a piston from FIG. 1;
  • FIG. 10 shows a third embodiment of a fifth region of a piston from FIG. 1.
  • 1 shows an internal combustion engine 1 which has a crankcase 2 and a cylinder head 3. Inside the crankcase 2 of the internal combustion engine 1 there is at least one cylinder 4 which has a combustion chamber 5 and in which a piston 6 carries out an oscillating movement in a manner known per se.
  • An injection nozzle 7 is arranged in the cylinder head 3 and has a plurality of injection openings 8, from which an injection jet 9 emerges.
  • the opening angle ⁇ of the injection jet 9 is relatively steep in the present case and is in a range between 50 ° and 120 °. In this way, fuel is injected directly into the combustion chamber 5, so that it is a direct injection internal combustion engine 1.
  • injection jet 9a which results when the piston 6 is at an upper dead center
  • injection jet 9b which occurs during a fuel injection at the latest possible injection time.
  • the injection jets 9a and 9b are each shown only as axes of an injection cone which is distributed within the combustion chamber 5.
  • the piston 6 has a piston recess 10 on its side facing the cylinder head 3.
  • the contour of the piston recess 10 and its adaptation to the injection jets 9 are explained in more detail in the following figures, with only those reference numbers which are relevant for the description of the respective figure being given in the individual figures for reasons of clarity.
  • the piston bowl 10 is identical in all figures.
  • the piston recess 10 has in its central region an elevation 11 extending in the direction of the cylinder head 3.
  • the elevation 11 here has an angle ⁇ with respect to the axis of the piston, which is smaller than half the injection angle ⁇ , so that the outermost edge of the injection jet 9a shown here as the central axis does not come into contact with the elevation 11.
  • a surface 13 adjoins the elevation 11 in the direction of a trough edge 12, that is to say the end of the piston trough 10, which surface is connected to the elevation 11 via a radius 14 such that the injection jet 9a injected at the earliest possible point of time strikes the surface 13 at an impact point 15 and is distributed both in the direction of the elevation 11 and in the direction of the trough edge 12.
  • This distribution of the injection jet 9a is important in order to mix the fuel as well as possible with the air in the combustion chamber 5.
  • the fuel deflected in the direction of the elevation 11 is identified by the arrow 16
  • the fuel deflected in the direction of the trough edge 12 is identified by the arrow 17. It can be seen here that the amount of fuel directed or distributed in the direction of the trough edge 12 is greater than the amount of fuel deflected in the direction of the elevation 11.
  • the radius 14 should be selected in such a way that a backing up of the fuel flowing back is avoided.
  • the surface 13 adjoining the elevation 11 in the direction of the trough edge 12 is essentially flat and has an incline in the direction of the trough edge 12.
  • the surface 13 forms a plane which is at a constant angle ⁇ to the injection jet 9 over the entire maximum injection duration.
  • the angle ⁇ can be
  • the pulse deflection of an injection jet 9c incident in the central region of the surface 13 can be changed, the main pulse, as already mentioned above, taking place in the direction of the trough edge 12. If appropriate, it may also be expedient to design the surface 13 adjoining the elevation 11 in the direction of the trough edge 12 in a curved manner.
  • arrows 18 and 19 show that in this way, a smaller proportion of the injection jet 9 is directed in the direction of the elevation 11 and a larger proportion in the direction of the bowl rim 12 during the entire fuel injection.
  • the arrow 18 shows the amount of fuel directed in the direction of the elevation 11, whereas the arrow 19 shows the amount of fuel directed in the direction of the trough edge 12.
  • the distance between the surface 13 and the injection nozzle 7 should be selected so that the injection jet 9 can achieve a sufficiently free jet length and thus an optimal jet speed and the optimal pulse.
  • an interaction of the fuel deflected at the piston recess 10 between two injection jets 9 is possible, which additionally contributes to air detection in the combustion chamber 5.
  • the distribution of the fuel can also be supported by swirl.
  • the surface 13 has such an extension in the direction of the trough edge 12 that the injection jet 9b injected at the latest possible time strikes the surface 13.
  • the surface 13 is designed such that the injection jet 9b is distributed both in the direction of the elevation 11 and in the direction of the trough edge 12.
  • the distributing in the direction of the elevation 11 The amount of fuel is indicated by an arrow 20 and the amount of fuel distributed in the direction of the trough edge 12 by an arrow 21. In this way, a vertical impingement of the injection jet 9 on the piston recess 10 is prevented and it is ensured that the pulse of the injection jet 9b is retained.
  • a so-called pinch gap area 24 is formed on the bowl edge 12 on or above an upper surface 25 of the piston 6, which pinches the fuel-air mixture in the edge area in the direction of the piston bowl 10 and in this way reduces the emission of hydrocarbons and carbon monoxide.
  • the pinch gap area 24 should not be chosen too large, since air detection is also required in this area.
  • the area 23 contributes to the fact that the fuel jet following the arrow 21 is deflected in such a way that an increased entry of fuel into the pinch gap area 24 is prevented.
  • FIGS. 8, 9 and 10 show different connections of the surface 23 to the upper surface 25 of the piston 6.
  • the surface 23 connected to the trough edge 12 forms an acute angle with the upper surface 25 of the piston 6.
  • the surface 23 merges into the upper surface 25 of the piston 6 with a radius 26.
  • FIG. 10 An embodiment is shown in which the surface 23 connected to the trough edge 12 forms an obtuse angle with the upper surface 25 of the piston 6.

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Abstract

Eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine (1) weist wenigstens einen Zylinder (4), welcher einen Brennraum (5) aufweist und in welchem ein Kolben (6) eine Oszillationsbewegung ausführt, eine Einspritzdüse (7) zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum (5) auf. Der Kolben (6) weist eine Kolbenmulde (10) auf, welche in ihrem zentralen Bereich eine sich in Richtung eines Zylinderkopfes (3) erstreckende Erhebung aufweist. Eine sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) der Kolbenmulde (10) ist mit der Erhebung (11) über einen Radius (14) derart verbunden, dass ein in diesem Bereich auftreffender, zum frühest möglichen Zeitpunkt eingespritzter Einspritzstrahl (9a) sich sowohl in Richtung der Erhebung (11) als auch in Richtung des Muldenrandes (12) verteilt. Die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) weist eine derartige Erstreckung in Richtung des Muldenrandes (12) auf, dass ein zum spätest möglichen Zeitpunkt eingespritzter Einspritzstrahl (9b) auf die Fläche (13) auftrifft. Der zum spätest möglichen Zeitpunkt eingespritzte Einspritzstrahl (9b) verteilt Sich sowohl in Richtung der Erhebung (11) als auch in Richtung des Muldenrandes (12).

Description

Direkteinspritzende Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, welcher einen Brennraum aufweist und in welchem ein Kolben eine Oszillationsbewegung ausführt, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist aus der US 2002/0117146 AI bekannt. Hierbei wird der Kraftstoff unter einem relativ steilen Einspritzwinkel in den Brennraum eingespritzt und die Kolbenmulde ist zumindest teilweise an den Einspritzwinkel angepasst.
Bei einer in der DE 196 49 052 AI beschriebenen Brennkraftmaschine ist ebenfalls eine besondere Form der Kolbenmulde vorgesehen, um eine zusätzliche Reduzierung der von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Schadstoffe zu erreichen.
Wenn beim Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, eine frühe Homogenisierung innerhalb des Brennraums erreicht werden soll, so müssen Einspritzzeitpunkte von ca. 130 bis 30° vor dem oberen Totpunkt des Kolbens gewählt werden, da zu diesem Zeitpunkt der Brennraumdruck noch relativ gering ist, sodass der eingespritzte Kraftstoff sehr tief in den Brennraum eindringen kann. Um ein Auftreffen des Einspritzstrahls auf die Zylinderwandung bzw. die Laufbuchse zu verhindern, sollte ein möglichst steiler Einspritzwinkel an der Einspritzdüse gewählt werden, um eine möglichst große freie Strahllänge zu gewährleisten. Dies erfordert auch, dass die Form der Kolbenmulde an diese Einspritzung angepasst ist, wie dies beispielsweise bei der US 2002/0117146 AI der Fall ist.
Da es jedoch nicht möglich ist, die Brennkraftmaschine über ihr gesamtes Kennfeld mit einem homogenen Brennverfahren zu betreiben, muss die Kolbenmulde sowohl für die homogene als auch für die konventionelle Gemischbildung konzipiert sein. Dies ist bei bekannten Lösungen nicht problemlos möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher die Form der Kolbenmulde so ausgebildet ist, dass die Brennkraftmaschine sowohl mit einem homogenen als auch mit einem konventionellen Brennverfahren betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt sicher, dass der Einspritzstrahl stets so auf der Kolbenmulde auftrifft, dass sich der eingespritzte Kraftstoff optimal mit der in dem Brennraum sich befindlichen Luft vermischen kann, und zwar unabhängig vom Zeitpunkt der Einspritzung. Insbesondere die Tatsache, dass ein zum spatest möglichen Zeitpunkt eingespritzter Einspritzstrahl stets auf die sich an die Erhebung anschließende Fläche auftrifft, stellt sicher, dass der Impuls des auftreffenden Einspritzstrahls nicht vernichtet wird, wodurch er nicht mehr optimal zur Gemischbildung verwendet werden könnte, was wiederum erhöhte Schwarzrauchbildung nach sich ziehen würde.
Auf diese Weise ergibt sich eine Brennkraftmaschine, welche problemlos sowohl mit einem homogenen als auch mit einem konventionellen Brennverfahren betrieben werden kann. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem in einem Brennraum derselben oszillierenden Kolben und mit einem auf einer Kolbenmulde des Kolbens auftreffenden Einspritzstrahl;
Fig. 2 die Gestaltung der Kolbenmulde des Kolbens aus Fig. 1 in einem ersten Bereich;
Fig. 3 die Gestaltung der Kolbenmulde des Kolbens aus Fig. 1 in einem zweiten Bereich;
Fig. 4 die Gestaltung der Kolbenmulde des Kolbens aus Fig. 1 in einem dritten Bereich;
Fig. 5 die Ablenkung des eingespritzten KraftstoffStrahls in dem in Fig. 4 dargestellten Bereich der Kolbenmulde;
Fig. 6 die Gestaltung der Kolbenmulde des Kolbens aus Fig. 1 in einem vierten Bereich;
Fig. 7 die Lufterfassung in einem sechsten Bereich der Kolbenmulde;
Fig. 8 eine erste Ausführungsform eines fünften Bereichs eines Kolbens aus Fig. 1;
Fig. 9 eine zweite Ausführungsform eines fünften Bereichs eines Kolbens aus Fig. 1; und
Fig. 10 eine dritte Ausführungsform eines fünften Bereichs eines Kolbens aus Fig. 1. Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, welche ein Kurbelgehäuse 2 und einen Zylinderkopf 3 aufweist. Innerhalb des Kurbelgehäuses 2 der Brennkraftmaschine 1 befindet sich wenigstens ein Zylinder 4, welcher einen Brennraum 5 aufweist und in welchem ein Kolben 6 in an sich bekannter Weise eine Oszillationsbewegung ausführt. In dem Zylinderkopf 3 ist eine Einspritzdüse 7 angeordnet, welche mehrere Einspritzöffnungen 8 aufweist, aus denen ein Einspritzstrahl 9 austritt. Der Öffnungswinkel α des Einspritzstrahls 9 ist im vorliegenden Fall relativ steil und liegt in einem Bereich zwischen 50° und 120°. Auf diese Weise wird also Kraftstoff direkt in den Brennraum 5 eingespritzt, sodass es sich um eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine 1 handelt.
In Fig. 1 sind zwei unterschiedliche Einspritzstrahlen abgebildet, nämlich ein Einspritzstrahl 9a, welcher sich ergibt, wenn sich der Kolben 6 in einem oberen Totpunkt befindet, und ein Einspritzstrahl 9b, der sich bei einer Kraftstoffeinspritzung zum spatest möglichen Einspritzzeitpunkt ergibt. Die Einspritzstrahlen 9a und 9b sind jeweils lediglich als Achsen eines sich innerhalb des Brennraumes 5 verteilenden Einspritzkegels dargestellt.
Der Kolben 6 weist an seiner dem Zylinderkopf 3 zugewandten Seite eine Kolbenmulde 10 auf. In den nachfolgenden Figuren wird die Kontur der Kolbenmulde 10 sowie deren Anpassung an die Einspritzstrahlen 9 näher erläutert, wobei in den einzelnen Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen jeweils nur diejenigen Bezugszeichen angegeben sind, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur relevant sind. Die Kolbenmulde 10 ist bei allen Figuren identisch.
Wie in Fig. 2 erkennbar ist, weist die Kolbenmulde 10 in ihrem zentralen Bereich eine sich in Richtung des Zylinderkopfes 3 erstreckende Erhebung 11 auf. Die Erhebung 11 weist hierbei einen Winkel ß gegenüber der Achse des Kolbens auf, der kleiner als der halbe Einspritzwinkel α ist, so dass der äußerste Rand des hier als Mittelachse dargestellten Einspritzstrahls 9a nicht mit der Erhebung 11 in Berührung kommt .
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 zu erkennen, schließt sich in Richtung eines Muldenrandes 12, also dem Ende der Kolbenmulde 10, eine Fläche 13 an die Erhebung 11 an, welche mit der Erhebung 11 über einen Radius 14 derart verbunden ist, dass der zum frühest möglichen Zeitpunkt eingespritzte Einspritzstrahl 9a an einem Auftreffpunkt 15 auf die Fläche 13 auftrifft und sich sowohl in Richtung der Erhebung 11 als auch in Richtung des Muldenrandes 12 verteilt. Diese Verteilung des Einspritzstrahls 9a ist wichtig, um den Kraftstoff möglichst gut mit der sich in dem Brennraum 5 befindlichen Luft zu vermischen. Durch den oben beschriebenen steileren Winkel ß der Erhebung 11 im Vergleich mit dem Einspritzwinkel α ist in dem Bereich von dem Auftreffpunkt 15 des Einspritzstrahls 9a auf der Fläche 13 zu der Erhebung 11 noch genügend Freiraum, so dass sich die in Richtung der Erhebung 11 abgelenkte Kraftstoffmenge gut verteilen kann. Der in Richtung der Erhebung 11 abgelenkte Kraftstoff ist mit dem Pfeil 16 bezeichnet, wohingegen der in Richtung des Muldenrandes 12 abgelenkte Kraftstoff mit dem Pfeil 17 bezeichnet ist. Es ist hier zu erkennen, dass die in Richtung des Muldenrandes 12 gelenkte bzw. verteilte Kraftstoffmenge größer ist als die in Richtung der Erhebung 11 abgelenkte Kraftstoffmenge. Der Radius 14 sollte in diesem Zusammenhang so gewählt werden, dass eine Stauung des rückströmenden Kraftstoffs vermieden wird.
In Fig. 4 ist zu erkennen, dass die sich in Richtung des Muldenrandes 12 an die Erhebung 11 anschließende Fläche 13 im wesentlichen eben ausgebildet ist und eine Steigung in Richtung des Muldenrandes 12 aufweist. Mit anderen Worten, die Fläche 13 bildet eine Ebene, die über die gesamte maximale Einspritzdauer in einem konstanten Winkel γ zu dem Einspritzstrahl 9 steht. Der Winkel γ kann in Abhängigkeit der erfor- derlichen Impulsablenkung eines in diesem Fall im mittleren Bereich der Fläche 13 auftreffenden Einspritzstrahls 9c verändert werden, wobei der Hauptimpuls, wie bereits oben erwähnt, in Richtung des Muldenrandes 12 erfolgt. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein, die sich in Richtung des Muldenrandes 12 an die Erhebung 11 anschließende Fläche 13 gekrümmt auszuführen.
In Fig. 5 ist anhand von Pfeilen 18 und 19 dargestellt, dass auf diese Weise während der gesamten Kraftstoffeinspritzung ein geringerer Anteil des Einspritzstrahls 9 in Richtung der Erhebung 11 und ein größerer Anteil in Richtung des Muldenrandes 12 geleitet wird. Der Pfeil 18 zeigt hierbei die in Richtung der Erhebung 11 geleitete Kraftstoffmenge, wohingegen der Pfeil 19 die in Richtung des Muldenrandes 12 geleitete Kraftstoffmenge zeigt.
Der Abstand der Fläche 13 zu der Einspritzdüse 7 sollte so gewählt werden, dass der Einspritzstrahl 9 eine ausreichend freie Strahllänge und somit eine optimale Strahlgeschwindigkeit und den optimalen Impuls erreichen kann. Je nach Anzahl der Einspritzöffnungen 8 der Einspritzdüse 7 ist eine Interaktion des an der Kolbenmulde 10 abgelenkten Kraftstoffs zwischen zwei Einspritzstrahlen 9 möglich, was zusätzlich zur Lufterfassung in dem Brennraum 5 beiträgt. Zusätzlich kann die Aufteilung des Kraftstoffs auch durch Drall unterstützt werden.
In Fig. 6 ist der zum spatest möglichen Zeitpunkt eingespritzte Einspritzstrahl 9b dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass die Fläche 13 eine derartige Erstreckung in Richtung des Muldenrandes 12 aufweist, dass der zum spatest möglichen Zeitpunkt eingespritzte Einspritzstrahl 9b auf die Fläche 13 auftrifft. Auch in diesem Bereich ist die Fläche 13 derart ausgeführt, dass der Einspritzstrahl 9b sich sowohl in Richtung der Erhebung 11 als auch in Richtung des Muldenrandes 12 verteilt. Die sich in Richtung der Erhebung 11 verteilende Kraftstoffmenge ist mit eine Pfeil 20 und die sich in Richtung des Muldenrandes 12 verteilende Kraftstoffmenge mit einem Pfeil 21 bezeichnet. Auf diese Weise wird ein senkrechtes Auftreffen des Einspritzstrahls 9 auf der Kolbenmulde 10 verhindert und es wird gewährleistet, dass der Impuls des Einspritzstrahls 9b erhalten bleibt.
Aus Fig. 7 geht hervor, dass sich an die Fläche 13 eine mit dem Muldenrand 12 über einen Radius 22 verbundene Fläche 23 anschließt. An dem Muldenrand 12 entsteht ein sogenannter Quetschspaltbereich 24 an bzw. oberhalb einer oberen Fläche 25 des Kolbens 6, der das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Randbereich in Richtung der Kolbenmulde 10 quetscht und auf diese Weise die Emission von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid reduziert. Der Quetschspaltbereich 24 sollte nicht zu groß gewählt werden, da auch in diesem Bereich eine Lufterfassung erforderlich ist. Die Fläche 23 trägt dazu bei, dass der dem Pfeil 21 folgende Kraftstoffstrahl so abgelenkt wird, dass ein vermehrter Eintrag von Kraftstoff in den Quetschspaltbereich 24 verhindert wird.
In den Figuren 8, 9 und 10 sind verschiedene Anbindungen der Fläche 23 an die obere Fläche 25 des Kolbens 6 dargestellt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 bildet die mit dem Muldenrand 12 verbundene Fläche 23 einen spitzen Winkel mit der oberen Fläche 25 des Kolbens 6. Hierdurch kann die Zuführung von Kraftstoff an eine nicht dargestellte Glühkerze oder Zündkerze verbessert werden.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 geht die Fläche 23 in einem Radius 26 in die obere Fläche 25 des Kolbens 6 über.
In Fig. 10 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die mit dem Muldenrand 12 verbundene Fläche 23 einen stumpfen Winkel mit der oberen Fläche 25 des Kolbens 6 bildet.

Claims

Patentansprüche
Direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, welcher einen Brennraum aufweist und in welchem ein Kolben eine Oszillationsbewegung ausführt, und mit einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum, wobei der Kolben eine Kolbenmulde aufweist, welche in ihrem zentralen Bereich eine sich in Richtung eines Zylinderkopfes erstreckende Erhebung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) der Kolbenmulde (10) mit der Erhebung (11) über einen Radius (14) derart verbunden ist, dass ein in diesem Bereich auftreffender, zum frühest möglichen Zeitpunkt eingespritzter Einspritzstrahl (9a) sich sowohl in Richtung der Erhebung (11) als auch in Richtung des Muldenrandes (12) verteilt, und dass die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) eine derartige Erstreckung in Richtung des Muldenrandes (12) aufweist, dass ein zum spatest möglichen Zeitpunkt eingespritzter Einspritzstrahl (9b) auf die Fläche (13) auftrifft, wobei sich der zum spatest möglichen Zeitpunkt eingespritzte Einspritzstrahl (9b) sowohl in Richtung der Erhebung (11) als auch in Richtung des Muldenrandes (12) verteilt.
Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich an die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) eine mit dem Muldenrand (12) verbundene Fläche (23) anschließt.
3. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mit dem Muldenrand (12) verbundene Fläche (23) über einen Radius (22) mit der sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) verbunden ist.
4. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mit dem Muldenrand (12) verbundene Fläche (23) einen spitzen Winkel mit der oberen Fläche (25) des Kolbens (6) bildet.
5. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mit dem Muldenrand (12) verbundene Fläche (23) einen stumpfen Winkel mit der oberen Fläche (25) des Kolbens (6) bildet.
6. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mit dem Muldenrand (12) verbundene Fläche (23) in einem Radius (26) in die oberen Fläche (25) des Kolbens (6) übergeht.
7. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) eine Steigung in Richtung des Muldenrandes (12) aufweist.
8. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) im wesentlichen eben ausgebildet ist.
9. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die sich in Richtung des Muldenrandes (12) an die Erhebung (11) anschließende Fläche (13) gekrümmt ausgebildet ist.
10. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Einspritzwinkel (x) der Einspritzdüse (7) zwischen 50° und 120° beträgt.
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