Aus DE 197 41 380A ist eine fremdgezündete Kolbenbrennkraft- maschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung bekannt, bei der zwischen zwei Gaseinlaßventilen eine Kraftstoffeinspritzdüse in den Brennraum ausmündet. Diese Anordnung ist speziell für einen Schichtladebetrieb vorgesehen. Es hat sich jedoch her- ausgestellt, daß bei dieser Anordnung der Gaseinlaßventile in der Zuordnung zur Kraftstoffeinspritzdüse im sogenannten Ho- mogenbetrieb, d. h. bei einer Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes bei voll geöffneten Gaseinlaßventilen die Ventilteller der Gaseinlaßventile mehr oder wenigster stark vom Einspritzstrahl getroffen werden. Hierdurch werden Teile des Kraftstoffstrahls abgeschirmt. Eine einwandfreie Gemisch- bildung insgesamt ist nicht möglich. Im Homogenbetrieb, ins- besondere bei stöchometrischen oder unter stöchometrischen Luftverhältnissen kann dies zu einer störenden Schwarzrauch- bildung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Kolbenbrennkraftmaschine eine thermodynamisch günstige Kon-

zeption zu schaffen, durch die auch eine Schwarzrauchbildung zumindest vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer fremdgezün- deten Kolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbe- griffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß im Bereich der Ausmündung der Kraftstoffeinspritzdüse die Dachfläche des Brennraumdachs einen den Rand des Zylinders in der Abschluße- bene überdeckenden, in den Brennraum ragenden Ansatz auf- weist, der eine quer zur Achse der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtete, gegenüber der Dachfläche steiler abgewinkelte Frontfläche aufweist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Gaseinlaßöffnungen in Richtung auf die Firstlinie und seitlich nach außen verschoben angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kraftstoffein- spritzdüse wird bersonders wirkungsvoll durch die Positionie- rung der Gaseinlaßöffnungen in Richtung auf die Gasauslaßsei- te wird erreicht, daß die Gaseinlaßöffnungen gegenüber der Mündung der Kraftstsoffeinspritzdüse höher liegen und auch weiter auseinanderliegen, so daß bei entsprechender Bemessung der Durchmesser der Gaseinlaßöffnungen bei geöffneten Gasein- laßventilen deren Ventilteller nicht mehr vom Kraft- stoffstrahl getroffen werden kann. Damit ist auch bei einem Homogenbetrieb, selbst bei Luftverhältnissen < 1 ein weitge- hend schwarzrauchfreier Motorbetrieb möglich. Die Form des sich dadurch ergebenden Brennraums kann, bezogen auf einen Vertikalschnitt, geringfügig asymmetrisch ausgebildet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- sprüchen angegeben und sind aus der Beschreibung von Ausfüh- rungsbeispielen zu entnehmen.

Eine besondere Ausgestaltung ist im Anspruch 11 angegeben.

Mit dieser Lösung ist es möglich, den erforderlichen Platz unterhalb der Gaseinlaßkanäle für die Einspritzdüse dadurch zu schaffen, daß der gesamte Ventiltrieb zur Auslaßseite hin

verschwenkt ist. Die Form des sich dadurch ergebenden Brenn- raumdachs ist asymmetrisch.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Aus- führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den oberen Bereich eines Zylinders gem. der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Zylinder gem. der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Kolbenboden, Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den oberen Bereich eines Zylinders einer Ausführungs- form mit verschwenktem Ventilwinkel.

In Fig. 1 ist der Vertikalschnitt durch einen Zylinder 4 ei- ner fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung gezeigt, der mit zwei Gaseinlaßventi- len 1 und zwei Gasauslaßventilen 2 versehen ist. Die Gasein- laßventile 1 und die Gasauslaßventile 2 sind in einem Zylin- derkopf angeordnet und in der Zeichnung nur angedeutet, und zwar das Gaseinlaßventil 1 in geöffneter Stellung und das Gasauslaßventil 2 in geschlossener Stellung. Der Zylinderkopf liegt auf einer Abschlußebene 3 der Zylinder 4 dicht auf.

Der Brennraum 5 des dargestellten Zylinders wird einerseits durch den Kolben 6 und andererseits durch ein im Zylinderkopf 7 geformtes Brennraumdach 8 begrenzt. Durch die Zylinderachse 13 wird eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Vertikal- ebene definiert. Das Brennraumdach 8 ist mit zwei unter einem Winkel gegen die durch die Zylinderachse 13 definierte Verti- kalebene ansteigende Dachflächen 8.1 und 8.2 begrenzt, in de- nen gaseinlaßseitig Gaseinlaßöffnungen 9 angeordnet sind,

durch die Gaseinlaßkanäle in den Brennraum 5 ausmünden. Gas- auslaßseitig sind entsprechend zwei Gasauslaßöffnungen 11 an- geordnet, die mit Gasauslaßkanälen in Verbindung stehen.

Brennraumseitig werden die Gaseinlaßöffnungen 9 und die Gas- auslaßöffnungen 11 durch die Ventilsitze für die Gaseinlaß- ventile 1 und die Gasauslaßventile 2 begrenzt.

Im Bereich unterhalb und zwischen den beiden Gaseinlaßventi- len 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 14 angeordnet, die mit ihrer Düse 15 in den Brennraum 5 ausmündet. Um nun eine optimale Anordnung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eine optimale Ausrichtung des in den Brennraum 5 aus der Düse 15 austretenden Kraftstoffstrahls zu erzielen, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel, wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 1 zu erkennen, sowohl die Dachflä- che 8.1 als auch die Dachfläche 8.2 des Brennraumdachs mit einem den Rand des Zylinders überdeckenden, in den Brennraum hineinragenden Ansatz 16.1 und 16.2 versehen. Der Ansatz weist im Bereich der Ausmündung 15 der Kraftstoffeinspritzdü- se 14 eine quer, vorzugsweise senkrecht zur Achse 14.1 der Kraftstoffeinspritzdüse 14 ausgerichtete, gegenüber der Dach- fläche 8.1 steiler abgewinkelte Frontfläche 17 auf. Damit er- gibt sich für die Ausmündung der Einstecköffnung für die Kraftstoffeinspritzdüse 14 eine Kreisform, die allenfalls bei einer geringen Zurücknahme der Kraftstoffeinspritzdüse ko- nisch erweitert sein kann.

Die Gaseinlaßventile 1 sind, wie die schematischer Unteran- sicht gem. Fig. 2 erkennen läßt, in Richtung auf die von den beiden Dachflächen 8.1 und 8.2 gebildete Firstlinie 18, d. h. in Richtung auf die Gasauslaßseite verschoben. Gleichzeitig sind die Gaseinlaßventile 1 auch bis an den äußersten Rand der bis in den Bereich des Brennraumdachs geführten Zylinder- wandungen nach außen verschoben. Die Verschiebung in Richtung auf die Firstlinie 18 kann hierbei so weit geführt werden, daß die freie Kante der Gaseinlaßöffnungen die Firstlinie 18 berühren oder gar schneiden. Bei entsprechender Bemessung der

Ventilteller kann der Kraftstoffstrahl aus der Kraftstoffein- spritzeinrichtung 14 bei geöffnetem Gaseinlaßventil 1, wie dargestellt, so in den Brennraum eintreten, daß die Ventil- teller der Gaseinlaßventile 1 nicht getroffen werden. Der be- sondere Vorteil dieser Anordnung der Kraftstsoffeinspritzein- richtung 14 besteht u. a. auch darin, daß die Düsenmündung 15 nicht in den Brennraum hineinragt, ggf. sogar um ein geringes Maß gegenüber der Ebene der Frontfläche 17 zurückgenommen werden kann und damit bei Zündung des Kraftstoff-Luftgemi- sches gegenüber den thermischen Beanspruchungen etwas ge- schützt ist.

Während es grundsätzlich möglich ist, den Ansatz 16 nur in Form eines in den Brennraum vorspringenden Butzens auszubil- den, wie mit der gestrichelten Linie 16.3 in Fig. 2 angedeu- tet, ist es besonderes zweckmäßig, wenn der Ansatz durch eine parallel zur Firstlinie 18 verlaufende Abwinklung der Dach- fläche gebildet wird, die den Zylinderrand in der Abschluße- bene 3 überdeckt. Damit bildet der sich über diesen Bereich erstreckende Ansatz sowohl auf der Gaseinlaßseite als auch auf der Gasauslaßseite im Zusammenwirken mit einer entspre- chenden Gestaltung des Kolbenbodens des Kolbens 6 eine er- wünschte Quetschfläche.

Wie der Schnitt in Fig. 1 in Verbindung mit der Aufsicht auf den Kolben 6 gemäß Fig. 3 erkennen läßt, ist der Kolbenboden des Kolbens 6 dem Brennraumdach entsprechend dachförmig aus- gebildet, jedoch mit einer quer zu den Dachflächen verlaufen- den rinnenförmigen Mulde 20 versehen, die von den Gaseinlaß- ventilen 1 abfallend in Richtung auf die Gasauslaßventile 2 verläuft. Im Bereich der Ausmündung der Düse 15 der Kraft- stoffeinspritzeinrichtung 14 weist der Rand der rinnenförmi- gen Mulde 20 eine Ausnehmung 19 auf. Der Boden der Mulde 20 verläuft an seinem den Gasauslaßventilen 2 zugekehrten Ende 21 im Randbereich aufwärts gekrümmt. Im Firstbereich ist der Kolbenboden auf beiden Seiten der Mulde 20 mit einer Ab- flachung 23 versehen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, die, ausge- hend von dem schematischen Vertikalschnitt gem. Fig. 1 eine besondere Anordnung der Ventile zeigt. Bei dem hier darge- stellten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Ventilanordnung in bezug auf die durch die Zylinderachse 13 definierte Verti- kalebene asymmetrisch angeordnet. Hierbei nehmen die Gasein- laßventile 1 in bezug auf die Vertikalebene durch die Zylin- derachse 13 einen Ventilwinkel E von vorzugsweise etwa 20 Grad ein. Die Gasauslaßventile 2 nehmen hierbei gegenüber der Vertikalebene einen Ventilwinkel A von vorzugsweise etwa 30 Grad ein, wobei also der Gesamtwinkel zwischen Einlaßventilen und Auslaßventilen etwa 50 Grad beträgt. Damit ergibt sich auch in bezug auf die Vertikalebene eine gewisse Asymmetrie des Brennraumdaches 8, so daß die untere Kante des Ventilsit- zes der Gaseinlaßventile 1 gegenüber der Abschlußebene 3 des Zylinder etwas angehoben wird und so für die Anordnung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 14 ein ausreichender Freiraum vorhanden ist.

Eine Zündkerze 17 ist bei dieser Anordnung gegenüber der Zy- linderachse 13 seitlich versetzt auf der den Gasauslaßventi- len 2 zugekehrten Seite der Vertikalebene angeordnet.

Um den erforderlichen Platz unter den Gaßeinlaßkanälen für die Einspritzdüse zu schaffen, ist der gesamte Ventiltrieb zur Auslaßseite hin verschwenkt, so daß sich die Ventilwinkel von 20 Grad für den Einlaß und 30 Grad für den Auslaß erge- ben. Dadurch erreicht man, daß für die Unterbringung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung sowie für die zwischen den beiden Gaseinlaßöffnungen angeordnete Öffnung für die Ausmün- dung der Kraftstoffeinspritzdüse im Brennraum genügend Platz vorhanden ist. Die Form des sich dadurch ergebenden Brenn- raumdaches ist ebenfalls asymmetrisch.

Durch die Auslegung der Kolbenmulde mit ihrem schräg abfal- lenden Kolbenboden wird der Tumble, d. h. die um eine quer

zur Zylinderachse 13 ausgerichtete Achse drehende Einlauf- strömung stabilisiert und es wird erreicht, daß der Tumble im Kompressionstakt nicht zerfällt. Die Zuordnung der Düse zum Brennraum sowie die Gestaltung des Brennraumdaches einerseits und der Mulde im Kolbenboden andererseits bringt darüber hin- aus den Vorteil eines langen freien Strahls des eingespritz- ten Kraftstoffs eines luftgeführten Direkteinspritzverfah- rens.