DE4020470A1 - Verbrennungskammer fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskammer für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, insbesondere die Ausbildung einer Verbrennungskammer zur Förderung der Schichtverbrennung.

Bei einem Direkteinspritzsystem wird aus einem Einspritzer nahe einer Zündkerze ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt, während gleichzeitig eine Verteilung des Kraftstoffs unterdrückt wird. Das Gemisch wird mit der Zündkerze gezündet und unter Flammenausbreitung kontinuier­ lich verbrannt, um die Schichtverbrennung zu erzielen.

Zur Verbesserung des Spülwirkungsgrads im Niedriglastbe­ reich einer Zweitakt-Brennkraftmaschine und um zu verhin­ dern, daß Kraftstoff aus einem Auslaßschlitz entweicht, wurde das Direkteinspritzsystem vorgeschlagen. Dabei wird Luft in den Zylinder nur von einer Spülpumpe durch einen Spülschlitz angesaugt, und der Kraftstoff wird in den Zylinder nach dem Schließen des Spülschlitzes von einem Einspritzer direkt eingespritzt. Bei einem solchen System sind der Einspritzer und die Zündkerze im Verbrennungsraum des Zylinders angeordnet.

Bei einem Viertaktmotor wird die Maschinenlast durch Ein­ stellung der Kraftstoffmenge aus dem Einspritzer geregelt, wodurch die Ansaugluft-Drosselverluste verringert werden. Somit wird das Kraftstoff-Luft-Verhältnis mager, um den Wärmewirkungsgrad und den Kraftstoffverbrauch zu verbes­ sern. Es ist somit erwünscht, die Schichtverbrennung über einen großen Betriebsbereich der Maschine zu erzielen. Wenn jedoch das Gemisch im Hochlastbereich der Maschine im Schichtmodus verbrannt wird, kann die Luft nicht genügend ausgenützt werden, so daß keine hohe Maschinenleistung er­ reichbar ist. Es ist somit notwendig, den Verbrennungsmodus zu homogener Gemischverbrennung zu ändern.

Um einen gleichmäßigen Übergang des Verbrennungsbetriebs von der Schichtladung zum homogenen Gemisch zu erreichen, müssen die Lage und Richtung des Einspritzers, der Zünd­ kerze und des Elektrodenabstands derselben, der einge­ spritzte Kraftstoffstrom, die Einspritzrate und der Ein­ spritzzeitpunkt entsprechend dem Zündzeitpunkt richtig be­ stimmt werden.

Es wurden bereits die folgenden konventionellen Brennkraft­ maschinen mit Direkteinspritzung vorgeschlagen.

Erstens beschreibt "Internal Combustion Engine" (Nainen Kinak), Bd. 25, Okt. 1986 (S.26, 27, 29 und 31) Verbren­ nungsmethoden von FORD PROCO, TEXACO TCCS, MAN-FM und VW, wobei ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Verwirbeln desselben zum Spalt zwischen den Elektroden der Zündkerze gerichtet wird.

Ferner zeigen die JP-OS′en 60-1 322, 60-1 323 und 61-2 34 222 Systeme, die jeweils eine Nebenverbrennungskammer zusätz­ lich zu einer Hauptverbrennungskammer aufweisen. Der Ein­ spritzer und die Zündkerze sind in der Nebenverbrennungs­ kammer so angeordnet, daß die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung und die Schichtladung in der Nebenverbrennungs­ kammer stattfinden.

Drittens zeigt die JP-OS 62-1 47 012 ein System, bei dem in einem Kolbenboden ein Hohlraum gebildet ist und der Kraft­ stoff zum OT eingespritzt und gezündet wird.

Bei dem erstgenannten konventionellen System schwankt der Zyklus des Wirbelstroms stark je nach den Maschinenbe­ triebszuständen, wie mit einem Laser-Durchflußmengenmesser ermittelt wurde. Es ist schwierig, den Kraftstoff in jedem Maschinenbetriebszustand zu zünden. Im Hochlastbereich der Maschine wird der Kraftstoff wegen der Verwirbelung nicht gleichmäßig verteilt, so daß keine homogene Gemischverbren­ nung erreicht wird. Infolgedessen ist eine hohe Ausgangs­ leistung der Maschine im Hochlastbereich nicht zu erwarten.

Bei dem zweiten System wird im Niedriglastbereich der Ma­ schine die Schichtladung gefördert. Der Kraftstoffverbrauch steigt jedoch aufgrund der Drosselverluste in der Leitung zwischen der Neben- und der Hauptverbrennungskammer. Im Hochlastbereich der Maschine wird ferner die Luft nicht ausreichend genützt, so daß die Maschine keine hohe Aus­ gangsleistung erzeugt und außerdem in nachteiliger Weise Rauch erzeugt wird. Wenn ein solches System bei einer Zwei­ taktmaschine eingesetzt wird, ist die Spülung der Nebenver­ brennungskammer unzureichend. Daher verbleibt Verbrennungs­ gas in der Nebenverbrennungskammer, was eine unvollständige Verbrennung bedeutet.

Bei dem dritten System muß der Zündzeitpunkt aufgrund der Zündverzögerung vor dem OT bestimmt werden. Da jedoch die Kammer am Kolbenboden gebildet ist, können der Zündzeit­ punkt und der Einspritzzeitpunkt nicht richtig eingestellt werden. Ferner kann ein solches System nicht mit einer Zweitaktmaschine eingesetzt werden, weil die Spülung unzu­ reichend ist.

Die JP-OS 62-32 214 zeigt eine solche Zweitaktmaschine. Diese hat einen im Oberende der Verbrennungskammer gebil­ deten halbkugelförmigen Hohlraum, der exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet ist. Der Hohlraum fördert die Ver­ wirbelung der Frischluft in Vertikalrichtung unter Bildung eines vertikalen Wirbelstroms. Der eingespritzte Kraftstoff wird mit der verwirbelten Luft vermischt, die zur Zündkerze bewegt wird. Ein Einspritzer und eine Zündkerze sind am Oberende des Hohlraums angeordnet.

Da die Tiefe des Hohlraums beträchtlich ist (das 0,55-0,77fache des Zylinderdurchmessers), strömt nur eine geringe Frischluftmenge in den Hohlraum. Daher kann das Verbrennungsgas nicht ausreichend abgeführt werden, so daß wegen der unzureichenden Spülung eine unvollständige Ver­ brennung auftreten kann. Ferner ist die Zündkerze in dem Hohlraum vorgesehen, und die Flammenausbreitung erfolgt im Hochlastbereich mit Verzögerung, was zu Klopfen führt. Da außerdem die Hohlraumachse gegenüber der Zylinderachse ver­ setzt ist, ist der Radius des vertikalen Wirbelstroms klein. Infolgedessen genügt während des Öffnens der Auslaß- und Spülschlitze der Spülstrom nicht, um das Endgas zu er­ reichen. Daher verbleibt das Verbrennungsgas im Zylinder, was zu unvollständiger Verbrennung und Klopfen führt.

Da der im Hohlraum vorgesehene Einspritzer ebenfalls zur Zylinderachse versetzt ist, haftet der aus dem Einspritzer eingespritzte Kraftstoff an der Innenwand des Zylinders im Hochlastbereich der Maschine, was zu einer ungenügenden Kraftstoffverteilung führen kann. Dadurch wird der Verbren­ nungswirkungsgrad verschlechtert.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuer­ systems für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, wobei der Zeitpunkt und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung nach Maßgabe von Maschinenbetriebs- Verbrennung, der Kraftstoffverbrauch und der Wärmewirkungs­ grad der Maschine verbessert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Verbrennungskammer für eine Brennkraftmaschine mit wenig­ stens einem einen Kolben aufweisenden Zylinder, einer im Zylinder durch den Kolben definierten Verbrennungskammer, einem Einspritzer zur Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer und einer Zündkerze.

Dabei ist vorgesehen, daß der Einspritzer in einer Stellung nahe einer Achse des Zylinders angeordnet ist und daß die Zündkerze in einer solchen Lage angeordnet ist, daß ihr Elektrodenspalt die genannte Achse umgibt und in einer den vom Einspritzer eingespritzten und den Elektroden­ spalt passierenden Kraftstoff zu zünden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß der Einspritzer den Kraftstoff in Konusform einspritzt und die Entfernung zwischen einer ersten Position, in der ein Kraftstoffstrahl im Mittel- und Niedriglastbereich der Ma­ schine eine geringe Geschwindigkeit hat, und einer zweiten Position, in der die Verteilung des Kraftstoffstrahls ein vorbestimmtes Verteilungsmuster annimmt, liegt.

Dabei ist ferner vorgesehen, daß die Decke des Verbren­ nungsraums einen versetzten Hohlraum aufweist, der einen gewölbten Hohlraum und einen Zündkerzenbefestigungsteil, der eine mit der Neigung des Kegels parallele ebene Fläche Hohlraums positioniert ist.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zweitakt­ maschine nach der Erfindung;

Fig. 2a ein Diagramm von Charakteristiken eines Ein­ spritzers;

Fig. 2b eine schematische Perspektivansicht eines Kraftstoffstrahls;

Fig. 3a bis 3d schematische Darstellungen, die die Bildung eines brennbaren Gemischs im Niedriglastbe­ reich der Maschine erläutern;

Fig. 3e ein Diagramm, das einen Einspritzzeitpunkt dieses Gemischs zeigt;

Fig. 4a eine schematische Darstellung der Zündung in einem Mittellastbereich;

Fig. 4b ein Diagramm, das den Einspritzzeitpunkt für Fig. 4a zeigt;

Fig. 5a bis 5e schematische Darstellungen, die die Bildung des brennbaren Gemischs im Hochlastbereich erläutern;

Fig. 5f ein Diagramm, das den Einspritzzeitpunkt dafür zeigt;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Zweitaktmaschine nach der Erfindung;

Fig. 7 die Positionen von Spülschlitzen;

Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt durch eine Verbren­ nungskammer des Zylinders;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Decke der Verbren­ nungskammer; und

Fig. 10 und 11 Draufsichten, die Modifikationen des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen.

Nach Fig. 1 hat eine Zweitaktmaschine 1 einen Zylinder 2, einen darin vorgesehenen Kolben 3 und eine in einem Zylin­ derkopf 4 und einem oberen Teil des Zylinders 2 gebildete Verbrennungskammer 5.

Die Verbrennungskammer 5 hat einen bogenfömigen Hohlraum 5a an ihrer Decke, der zur Achse des Zylinders 2 versetzt ist, und einen Zündkerzenbefestigungsteil 5b, der an der Decke der Kammer 5 vertikal ausgebildet ist. Der bogenförmige Hohlraum 5a ist mit einer Quetschzone 5c über den Zündker­ zenbefestigungsteil 5b verbunden.

Kraftstoff in einem Behälter 15 eines Kraftstoffzufuhrsy­ stems 10 wird einem Einspritzer 6 durch eine Kraftstoff­ leitung 14 mit einer Pumpe 17, einem Filter 16 und einem Druckregler 13, der den Kraftstoff auf einem vorbestimmten Druck hält, zugeführt. Eine Steuereinheit 20 führt dem Ein­ spritzer 6 ein Einspritzmengensignal und ein Einspritzzeit­ punktsignal zur Kraftstoffeinspritzung und einer Zündkerze 7 ein Zündzeitpunktsignal zum Zünden derselben zu.

Der Einspritzer 6 ist eine elektromagnetische Einlochdüse, und der Einspritzwinkel Φ des Kraftstoffstrahls liegt bevorzugt zwischen 40 und 80°.

Fig. 2a zeigt Charakteristiken eines Teilchendurchmessers und der Eindringkraft des eingespritzten Kraftstoffs ent­ sprechend dem Einspritzdruck der Maschine 1. Wenn der Ein­ spritzdruck zwischen 30 und 100 kg/cm² innerhalb eines optimalen Einsatzbereichs a liegt, wird die Eindringlei­ stung konstant, und die Einspritzkraft wird zur Vergasung des Kraftstoffs ausgenützt, so daß der Teilchendurchmesser klein wird und z. B. einen mittleren Durchmesser von 10 µm hat.

Nach Fig. 2b hat ein Kraftstoffstrahl F Kegelform. Der Teilchendurchmesser in einem Außenumfangsbereich Fa des Strahls F ist groß, und die Kraftstoffdichte in diesem Teil ist hoch. Die großen Teilchen erfahren jedoch eine Scherung durch die Luft, so daß sie zu feinen Teilchen werden. Daher befindet sich der Kraftstoff in diesem Teil in einem leicht zündfähigen Zustand. Ein innerer Teil Fb des Strahls F hat niedrige Dichte und umfaßt die Teilchen mit kleinem Durch­ messer, so daß der Kraftstoff in diesem Teil ebenfalls einen zündfähigen Zustand hat. In diesem Fall ist die Ein­ spritzrate (die pro Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoff­ menge) mit einem vorgegebenen Konstantwert bestimmt.

Im Verbrennungsraum 5 wird durch die Spülluft ein Wirbel­ strom S erzeugt und strömt von der Wand des Zylinders 2 durch den Hohlraum 5a und den Teil 5b zur Quetschzone 5c. Der Kraftstoff wird mit einem vorbestimmten Druck einge­ spritzt und dringt in den Wirbelstrom ein.

Die Entfernung zwischen dem Einspritzer 6 und dem Elektro­ denspalt 7a sollte mit einem geeigneten Wert festgelegt werden. Wenn die Entfernung klein ist, ist die Geschwindig­ keit des Kraftstoffstrahls F am Elektrodenspalt 7a hoch.

Infolgedessen ist der Kraftstoff noch nicht ausreichend mit der Luft vermischt, so daß er von der Zündkerze 7 schwer zu zünden ist. Wenn der Elektrodenabstand groß ist, wird der Kraftstoffstrahl so stark verteilt, daß das Gemisch mager wird, was zu Zündschwierigkeiten führt. Außerdem wird das Gemisch von dem Wirbelstrom beeinflußt. Infolgedessen liegt der Elektrodenspalt 7a in einer Position, die eine Ent­ fernung l vom Einspritzer 6 hat, die zwischen einer ersten Entfernung l1 und einer zweiten Entfernung l2 liegt. Im Fall der ersten Entfernung l1 von z. B. 15 mm wird die Strahlgeschwindigkeit zu einer vorbestimmten Geschwindig­ keit, die niedriger als die Anfangsgeschwindigkeit ist. Im Fall der zweiten Entfernung l2 von z. B. 30 mm wird eine vorbestimmte Verteilung des Strahls F erreicht.

Die Steuereinheit 20 bestimmt den Einspritzzeitpunkt vor dem Zündzeitpunkt und erhöht die Einspritzimpulsdauer nach Maßgabe der Maschinenlast. Der Einspritzzeitpunkt wird mit zunehmender Kraftstoffmenge entsprechend der Maschinenlast vorverstellt.

Der Zündkerzenbefestigungsteil 5b ist parallel zu einer Neigung C des Konus des Strahls F geformt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3-5 wird nachstehend der Betrieb der Zweitaktmaschine 1 erläutert.

Wenn der Kolben 3 nach unten geht und einen Auslaßschlitz (nicht gezeigt) öffnet, wird ein Teil der Verbrennungsgase aus dem Auslaßschlitz geschoben. Wenn Spülschlitze (nicht gezeigt) öffnen, wird unter Druck stehende Spülluft durch die Spülschlitze in entgegengesetzter Richtung zum Auslaß­ schlitz in den Zylinder 2 gefördert. Die Spülluft wird von der Wand des Zylinders 2 nach oben geleitet und von der Wand des Hohlraums 5a umgeleitet unter Bildung des verti­ kalen Wirbels S. Infolgedessen werden Verbrennungsgase aus dem Zylinder 2 ausgespült, so daß frische Ansaugluft unter vertikaler Verwirbelung eingeleitet wird.

Während des Aufwärtshubs geht der Kolben 3 nach oben und schließt die Spül- und Auslaßschlitze. Eine geringe Kraft­ stoffmenge wird aus dem Einspritzer 6 eingespritzt, nachdem der Auslaßschlitz geschlossen ist.

Im Betrieb der Maschine wird der Kraftstoff dem Einspritzer 6 mit einem vom Druckregler 13 des Kraftstoffzufuhrsystems 10 geregelten Druck zugeführt.

Die Steuereinheit 20 überträgt das Einspritzsignal zum Ein­ spritzer 6, der eine Kraftstoffmenge entsprechend der Ma­ schinenlast zu einem vorbestimmten Einspritzzeitpunkt in den Zylinder 2 einspritzt. Eine Spule der Zündkerze 7 wird nach Maßgabe des Zündsignals erregt, so daß der Strahl des fetten Kraftstoff-Luft-Gemischs von einem Zündfunken am Elektrodenspalt 7a gezündet wird.

In einem Niedriglastbereich der Maschine wird eine geringe Kraftstoffmenge unmittelbar vor der Zündung eingespritzt, wie Fig. 3e zeigt. Nach Fig. 3a wird aus dem Einspritzer 6 ein kleiner konischer Strahl F eingespritzt. Nach Fig. 3b wird der Kraftstoff durch Vermischen mit der Luft verteilt und vergast, und die Dichte des Kraftstoffstrahls wird ver­ mindert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kraftstoffstrahl F entsprechend dem vertikalen Wirbelstrom geringfügig in Richtung zur Zündkerze 7 bewegt. Da jedoch der Einspritz­ druck und die Anfangsgeschwindigkeit des Kraftstoffstrahls hoch sind, wird der Strahl von dem Wirbelstrom nicht wesentlich beeinflußt. Wie Fig. 3c zeigt, erreicht der Kraftstoffstrahl den Elektrodenspalt 7a der Zündkerze 7. In diesem Zustand nimmt die Strahlgeschwindigkeit ab, und der Strahl wird richtig verteilt. Somit wird der Kraftstoff von der Zündkerze 7 zuverlässig gezündet. Wie Fig. 3d zeigt, breitet sich eine Flamme von einem Teil vor dem Elektrodenspalt 7a in einem Schichtverbrennungsmodus aus.

Nach Fig. 4b wird in einem Mittellastbereich der Maschine der Einspritzzeitpunkt vorverstellt und die Kraftstoffmenge erhöht. Die Dauer der Einspritzung wird verlängert, um die Kraftstoffmenge entsprechend einer vorbestimmten Einspritz­ rate zu erhöhen. Der Kraftstoff wird in der gleichen Weise wie im Niedriglastbereich verteilt, so daß er entsprechend Fig. 4a gezündet wird. Da die Einspritzung im frühen Sta­ dium des Verdichtungshubs stattfindet, vergrößert die Ver­ teilung des Strahls F den Verbrennungsbereich ungeachtet der Schichtladung.

Im Hochlastbereich der Maschine beginnt die Einspritzung unmittelbar nach dem Schließen des Auslaßschlitzes, wie Fig. 5f zeigt. Nach den Fig. 5a-5c wird entsprechend der langen Einspritzdauer eine große Kraftstoffmenge F einge­ spritzt. Da der Kraftstoff in die Zylindermitte einge­ spritzt wird, wird er aufgrund einer ausreichenden Eindrin­ gung des Kraftstoffstrahls stark verteilt. Nach Fig. 5d wird der Kraftstoff während des Verdichtungshubs weiter mit der Luft vermischt unter Erzeugung eines homogenen Gemischs G (Fig. 5e). Infolgedessen wird das brennbare Gemisch von der Zündkerze 7 richtig gezündet, und die Flamme breitet sich nach allen Seiten aus.

Die Einspritzmenge wird mit steigender Maschinenlast er­ höht, und der Einspritzzeitpunkt wird vorverstellt, so daß die Schichtverbrennung automatisch in die homogene Gemisch­ verbrennung übergeht.

Gemäß Fig. 6, die ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt, ist in der Wand des Zylinders 2 ein Auslaßschlitz 8 gebil­ det, und eine Vielzahl Spülschlitze 9, z. B. fünf, ist gegenüber dem Auslaßschlitz 8 und auf niedrigerem Niveau als dieser ausgebildet. Ein Durchlaß des mittleren Spül­ schlitzes 9 ist nach oben gerichtet, und weitere Durch­ lässe der übrigen Spülschlitze 9a sind zum mittleren Spül­ schlitz 9 gerichtet (Fig. 7), so daß im Zylinder ein ver­ tikaler Wirbel S gebildet wird.

Nach den Fig. 8 und 9 hat die Decke der Verbrennungskammer 5 einen sphärisch gewölbten exzentrischen Hohlraum 12, der relativ zur Achse des Zylinders 2 in einer zum Auslaß­ schlitz 8 entgegengesetzten Richtung positioniert ist. Die den Hohlraum 12 umgebende Decke hat einen großen Krümmungs­ radius R, so daß zwischen dem Kolben 3 und der Decke eine Quetschzone 11 gebildet ist. Der sphärisch gewölbte ex­ zentrische Hohlraum 12 hat als Deckenteil einen (in der Draufsicht) sektorförmigen Teil 12a, einen Zündkerzenbe­ festigungsteil 12b, der am Ende des sektorförmigen Teils 12a unter starker Neigung vom sektorförmigen Teil ausgehend gebildet ist, und verjüngte Teile 12c, die den sektorför­ migen Teil 12a und den Zündkerzenbefestigungsteil 12b um­ geben. Im Vertikalschnitt ist der sektorförmige Teil 12 vom Außenrand des Hohlraums 12 zur Mitte der Verbrennungskammer 5 so gewölbt, daß am Oberende der Verbrennungskammer 5 der tiefste Abschnitt gebildet ist. Daher liegt der Zündkerzen­ befestigungsteil 12b entfernt von der Mitte der Verbren­ nungskammer 5. Der Neigungswinkel des Teils 12b zur Zylin­ derachse ist der halbe Scheitelwinkel Φ des vom Kraft­ stoffstrahl F gebildeten Kegels. D. h., daß die Oberfläche des Teils 12b parallel zur Neigung C des Kegels verläuft. Der sektorförmige Teil 12a und die gewölbte Quetschzone 11 gehen gleichmäßig ineinander über.

Die aus den Spülschlitzen 9, 9a zugeführte Frischluft wird unter Bildung eines vertikalen Wirbelstroms konzentriert und strömt mit hoher Geschwindigkeit zur Mitte des sektor­ förmigen Teils 12a und zum Zündkerzenbefestigungsteil 12b. Dadurch werden die um den Einspritzer 6 und den Elektro­ denspalt 7a befindlichen Verbrennungsgase ausgeschoben.

Im übrigen entspricht der Betrieb dem ersten Ausführungs­ beispiel.

Die Fig. 10 und 11 zeigen Modifikationen des zweiten Aus­ führungsbeispiels.

Nach Fig. 10 hat ein Hohlraum 12A einen sektorförmigen Teil 12a′ mit größerer Fläche als der sektorförmige Teil 12a. Die gegenüberliegenden verjüngten Teile 12c sind so nach außen gewölbt, daß der Winkel zwischen ihnen größer wird, um dadurch die Umfangslänge des sektorförmigen Teils 12a′ zu vergrößern.

Nach Fig. 11 hat ein Hohlraum 12B einen kreisrunden Teil 12d, der mit dem Verbrennungsraum mit Ausnahme des Zünd­ kerzenbefestigungsteils 12b konzentrisch ausgebildet ist.

Infolgedessen wird der vertikale Wirbelstrom S konzen­ triert, wodurch die Spülwirkung zwischen dem Einspritzer 6 und dem Elektrodenspalt 7a der Zündkerze 7 verbessert wird.

Eine breite Quetschzone umgibt den Hohlraum unter Erzeugung eines starken Quetschwirbeleffekts, wodurch Klopfen ver­ hindert wird.

Die Erfindung wurde vorstehend zwar unter Bezugnahme auf eine Zweitaktmaschine erläutert, sie ist aber auch in einer Viertaktmaschine anwendbar. Auch können Alkohol oder Ge­ mische aus Alkohol und Benzin eingesetzt werden.

Gemäß der Erfindung sind der Einspritzer und der Elektro­ denabstand der Zündkerze längs der Zylinderachse in einem vorbestimmten Abstand angeordnet, um eine Schichtladung zu erzielen. Der Kraftstoff wird im Schichtverbrennungsmodus in wirksamer Weise verbrannt, ohne daß ein Verspritzen am Kolbenboden und der Zylinderwand notwendig ist. Ferner wird der Einfluß einer Zyklusänderung des Luftstroms vermieden, so daß innerhalb eines großen Maschinenbetriebsbereichs eine stabile Verbrennung erzielt wird. Da Zündaussetzer aufgrund von magerem Gemisch und zurückgebliebenen Verbren­ nungsgasen verhindert werden, wird der Verbrennungs-Wir­ kungsgrad in jedem Maschinenbetriebszustand verbessert, um dadurch das Fahrverhalten, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasentgiftung zu verbessern.

Das System ist für die verschiedensten Arten von Brenn­ kraftmaschinen anwendbar.

Die Schichtverbrennung geht automatisch in die homogene Gemischverbrennung über, so daß eine hohe Ausgangsleistung der Maschine erhalten wird.

Die Schichtladung wird entsprechend den Strahlcharakteri­ stiken, dem Einspritzzeitpunkt und der Einspritzdauer rich­ tig gesteuert. Bevorzugt wird der Kraftstoff bei niedriger Geschwindigkeit und richtiger Verteilung des Kraftstoff­ strahls gezündet.

Da der Einspritzer und der Elektrodenabstand der Zündkerze am Oberende der Verbrennungskammer angeordnet sind, wird der Verbrennungs-Wirkungsgrad verbessert.

Claims (3)

1. Verbrennungskammer für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem einen Kolben (3) aufweisenden Zylinder (2), einer im Zylinder durch den Kolben definierten Ver­ brennungskammer (5), einem Einspritzer (6) zur Direktein­ spritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer und einer Zündkerze (7), dadurch gekennzeichnet,
daß der Einspritzer (6) in einer Stellung nahe einer Achse des Zylinders (2) angeordnet ist;
daß die Zündkerze (7) in einer solchen Lage angeordnet ist, daß ihr Elektrodenspalt (7a) die genannte Achse umgibt und in einer vorbestimmten Entfernung vom Einsprit­ zer (6) angeordnet ist, um den vom Einspritzer eingespritz­ ten und den Elektrodenspalt passierenden Kraftstoff zu zünden.

2. Verbrennungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzer den Kraftstoff in Konusform ein­ spritzt und die Entfernung zwischen einer ersten Position, in der ein Kraftstoffstrahl im Mittel- und Niedriglastbereich der Maschine eine geringe Geschwindigkeit hat, und einer zwei­ ten Position, in der die Verteilung des Kraftstoffstrahls ein vorbestimmtes Verteilungsmuster annimmt, liegt.

3. Verbrennungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Decke des Verbrennungsraums (5) einen versetzten Hohlraum (5a) aufweist, der einen gewölbten Hohlraum und einen Zündkerzenbefestigungsteil (5b), der eine mit der Neigung (C) des Kegels parallele ebene Fläche hat, umfaßt; und
daß der Einspritzer (6) an der Oberseite des Hohlraums (5a) positioniert ist.