DE69502131T2

DE69502131T2 - Verdichtungsentzündende Benzinbrennkraftmaschine mit Einspritzung in das Einlassrohr während des Auslasshubes

Info

Publication number: DE69502131T2
Application number: DE69502131T
Authority: DE
Inventors: Taro Aoyama; Yoshiaki Hattori; Yasuo Sato
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2015-06-02
Also published as: DE69502131D1; EP0686759B1; EP0686759A1; JPH07332141A; US5535716A; JP3558370B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Benzinmotoren und insbesondere Benzinmotoren init Kompressionszündung, in die Benzin in einen Einlaßkanal eingespritzt wird.
Dieselmotoren haben bezüglich ihres spezifischen Kraftstoffverbrauchs einen Vorteil gegenüber Benzinmotoren, da sie keine Drossel bzw. keine Drosselklappe auf ihrer Einlaßseite haben, und weil sie fähig sind, einen mageren Verbrennungszustand mittels der Kompressionszündung zu erreichen. Der Dieselkraftstoff in Dieselmotoren wird jedoch dadurch kompressionsgezündet, daß er geschichtet wird, und folglich kann die Emissionssteuerung nicht so gut sein, wie diejenige, welche man bei Benzinmotoren erreicht. Genauer gesagt enthält das Abgas von Dieselmotoren unvermeidbar Ruß, der die Verwendung eines katalytischen Umwandlers bzw. eines Katalysators verhindert. Dementsprechend müssen Dieselmotoren die Emissionen hauptsächlich durch eine Verbesserung ihrer Verbrennungsbedingungen steuern.
Obwohl Benzinmotoren einen relativ hohen Emissionspegel ausstoßen, können sie andererseits niedrige Emissionen für das gesamte Abgassystem dadurch erreichen, daß sie ein Emissions-Steuerungssystem aufweisen, wie beispielsweise einen Dreiwege-Katalysator. Dies beruht darauf, daß Benzinmotoren im Vergleich zu Dieselmotoren weniger Ruß ausstoßen, und somit kann der Katalysator einfacher und brauchbarer bei Benzinmotoren als bei Dieselmotoren verwendet werden. Benzinmotoren weisen jedoch einen relativ hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch auf Grund einer Drossel bzw. einer Drosselkiappe auf, was bei einem mageren Verbrennungsvorgang und auf Grund ihres niedrigen Verdichtungsverhältnisses Schwierigkeiten bereitet.
Um die vorstehend erwähnten Nachteile der Benzinmotoren auszubessern, wird ein Benzinmotor mit magerer Verbrennung vorgeschlagen, welcher die Pump- bzw. Strömungsverluste reduzieren kann und das Verhältnis der spezifischen Wärme des Arbeitsgas-Kraftstoffs verbessern kann. Jedoch ist der Bereich des Äquivalenzverhältnisses zur Erreichung einer sta bilen Verbrennung in dem Benzinmotor mit magerer Verbrennung nicht so breit wie der der Dieselmotoren, und folglich kann eine hohe Effizienz über den gesamten Arbeitsbereich nicht erreicht werden.
Daher ist es wünschenswert, einen Benzinmotor zu entwickeln, welcher einen spezifischen Kraftstoffverbrauch aufweist, der so gut ist wie der von Dieselmotoren, wobei eine gute Emissionssteuerung aufrechterhalten wird.
Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 62- 41940 offenbart einen Motor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis, der Benzin und Dieselkraftstoff verwendet. Nachdem das Luft-Benzin-Gemisch in einen Zylinder eingeführt und verdichtet worden ist, wird in dieser Maschine Dieselkraftstoff nahe dem oberen Totpunkt des Kolbens in den Zylinder eingespritzt. Der Dieselkraftstoff wird selbstgezündet, und dann wird das Benzin in dem Gemisch gezündet. In diesem Motor wird das Einspritzen von Dieselkraftstoff als eine Zündungseinrichtung anstelle eines Zündfunkens einer Zündkerze verwendet. Dieses Verfahren weist darin einen Nachteil auf, daß die Konstruktion des Motors komplex ist und die Herstellungskosten auf Grund des Dieselkraftstoff-Einspritzsystems hoch sind, welches zu dem Benzinmotor hinzugefügt wird.
Das veröffentlichte japanische Patent Nr. 58-53169 offenbart einen Viertakt-Benzinmotor mit einem Vorheizsystem, welches ein Luft-Kraftstoff-Gemisch durch Verwendung der Wärme des Abgases erwärmt, bevor es in eine Verbrennungskammer eintritt. Da das Luft-Kraftstoff-Gemisch vor dem Eintritt in die Verbrennungskammer ausreichend erwärmt wird, kann der Kraftstoff bei einem normalen Verdichtungsverhältnis, welches für einen normalen Benzinmotor verwendet wird, mittels der Kompressionszündung verbrannt werden. Die Verwendung eines Verdichtungsverhältnisses von 7 wird in dieser Veröffentlichung beschrieben. Das Vorheizsystem wird durch Vorbeiführen des Abgases um die Einlaßleitung herum erreicht. Folglich ist der Aufbau des Motors komplex, und somit ist der Freiheitsgrad der Konstruktion der Einlaßleitung begrenzt.
Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 5- 33708 offenbart einen Alkoholmotor mit einer Kraftstoff- Einspritzdüse im Einlaßkanal Wenn eine geringe Menge Alkohol eingespritzt wird, wird der Alkohol während des Abgashubes in den Einlaßkanal eingespritzt, so daß der einge spritzte Alkohol ausreichend zerstäubt wird bzw. verdampft und sich mit der Luft vor dem Eintritt in die Verbrennungs kammer derart vermischt, daß die Zündung durch eine Zündkerze unterstützt wird. Da dieser Motor ein Motor mit Zündfunkenzündung ist, welcher ein niedriges Verdichtungsverhältnis verwendet, weist dieser Motor die gleichen Probleme auf, wie diejenigen, welche in dem vorstehend erwähnten veröffentlichten japanischen Patent Nr. 58-53169 offenbart sind.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten und verwendbaren Benzinmotor zu schaffen, in welchem die vorstehend erwähnten Nachteile eliminiert werden.
Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Benzinmotor mit Kompressionszündung zu schaffen, welcher unter stabilen mageren Verbrennungsbedingungen mit einem hohen Verdichtungsverhältnis arbeitet.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Benzinmotor mit Kompressionszündung zu schaffen, welcher einen einfachen Aufbau ohne Verwendung eines Vorheizsystems für das Luft-Kraftstoff-Gemisch aufweist.
Um die vorstehend erwähnten Aufgaben zu erfüllen, ist gemäß der vorstehenden Erfindung ein Benzinmotor mit Kompressionszündung vorgesehen, welcher aufweist:
eine Verdichtungskammer, in welcher ein Gemisch aus Luft und Benzin durch Kompressionszündung verbrannt wird;
ein Einlaßkanal, welcher mit der Verbrennungskammer über eine Öffnung derart in Verbindung steht, daß Luft durch den Einlaßkanal und die Öffnung in die Verbrennungskammer gesaugt wird, wobei die Öffnung durch ein Einlaßventil geschlossen ist; und
ein Kraftstof f-Einspritzventil, welches derart im Einlaßkanal vorgesehen ist, daß Benzin in die Einlaßöffnung eingespritzt wird, wobei das Kraftstoff-Einspritzventil innerhalb einer Dauer Benzin einspritzt, in welcher die Öffnung im wesentlichen durch das Einlaßventil geschlossen ist,
wobei das Gemisch in der Verbrennungskammer durch ein hohes Verdichtungsverhältnis des Motors erwärmt wird, und wobei das Gemisch durch die nur von der Kompression erzeugten Hitze von selbst gezündet wird.
Da Benzin, zeitlich bedeutend bevor das Einlaßventil geöffnet ist, in den Einlaßkanal eingespritzt wird, wird das Luft-Benzin-Gemisch in dem Einlaßkanal gemäß der vorliegenden Erfindung ausreichend erwärmt, bevor es in die Verbrennungskammer eintritt. Demgemäß kann das Gemisch mittels der Kompressionszündung, die bei hohem Druck auftritt, leicht entzündet werden. Da das in den Einlaßkanal eingespritzte Benzin vollkommen zerstäubt bzw. verdampft ist, bevor es in die Verbrennungskammer eintritt, kann zusätzlich eine verläßliche Kompressionszündung erreicht werden.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils der ersten Ausführungsform eines Benzinmotors mit Kompressionszündung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Variation einer Aussparung, welche in einem in Fig. 1 gezeigten Kolben ausgebildet ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer anderen Variation der Aussparung, welche in dem in Fig. 1 gezeigten Kolben ausgeformt ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer anderen Variation der Aussparung, welche in dem in Fig. 1 gezeigten Kolben ausgeformt ist;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer anderen Variation der Aussparung, welche in dem in Fig. 1 gezeigten Kolben ausgeformt ist;
Fig. 6 ein Graph, welcher den Verlauf der Wärmefreigabe bzw. Brennverlauf zeigt, die man von einem Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung und einem Dieselmotor erhält;
Fig. 7 einen Graphen eines angezeigten mittleren Arbeitsdrucks eines Benzinmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, in Relation zum Einspritzzeitpunkt;
Fig. 8 ein Graph, welcher die Menge von NOx anzeigt, die durch einen Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird und der durch einen Dieselmotor erzeugt wird;
Fig. 9 ein Graph der NOx-Emission, welche durch einen Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung in Relation zum Einspritzzeitpunkt erzeugt wird;
Fig. 10 ein Graph der HC-Emission, welche durch einen Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung in Relation zum Einspritzzeitpunkt erzeugt wird; und
Fig. 11 ein Graph der CO-Emission, welche durch einen Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung in Relation zum Einspritzzeitpunkt erzeugt wird.
Gemäß Fig. 1 wird nun eine Beschreibung einer Ausführungsform einer verdichtungsentzündenden Benzinbrennkraftmaschine bzw. eines Benzinmotors mit Kompressionszündung gemäß der vorliegenden Erfindung folgen. Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Motors.
In Fig. 1 bewegt sich ein Kolben 2 innerhalb eines Zylinders 1 hin und her. Der Kolben 2 weist eine zurückgesetzte Aussparung 3 auf seiner flachen oberen Fläche auf. Ein Zylinderkopf 4 ist auf dem Zylinder 1 vorgesehen. Der Zylinderkopf 4 weist einen Einlaßkanal 5 und einen Abgaskanal 6 auf. Die Einlaßluft strömt über den Einlaßkanal 5 in den Zylinder 1. Das Abgas wird über den Abgaskanal 6 aus dem Zylinder 1 ausgestoßen. Die Öffnung des Einlaßkanals wird durch ein Einlaßventil 7 geöffnet und geschlossen. Die Öffnung des Abgaskanals 6 wird durch ein Abgasventil 8 geöffnet und geschlossen. Die Verbrennungskammer wird durch den Zylinder 1, den Kolben 2 und den Zylinderkopf 4 definiert.
Die Aussparung 3, welche am Kolben 2 ausgebildet ist, ist ein wesentlicher Bestandteil der Verbrennungskammer. Die Öffnung der Aussparung 3 ist kleiner als dessen Bodenfläche, so daß sich an der Öffnung der Aussparung 3 ein Hals ausbildet. Die Mittelachse der Aussparung 3 stimmt mit der Längsachse des Kolbens 2 überein. Der maximale Durchmesser D2 der Aussparung 3 ist größer als die Hälfte des Durchmessers D1 des Kolbens 2. Genauer gesagt, beträgt der Durchmesser D1 des Kolbens 2 102 mm, während der Durchmesser D2 der Aussparung 3 60 mm beträgt. Die Tiefe D3 der Aussparung 3 ist ferner kleiner als ein Drittel des Durchmessers D2 der Aussparung 3. Genauer gesagt, beträgt die Tiefe D3 19 mm.
Ein elektromagnetisch arbeitendes Kraftstoffeinspritzventil 9, welches Bestandteil des elektronischen Kraftstoffeinspritz-(EFI)-Systems ist, ist im Zylinderkopf 4 vorgesehen. Eine Einspritzdüse des Ventils 9 ist nach innen zum Einlaßkanal 5 gerichtet. Die Verlängerung der Längsachse des Ventils 9 trifft, entsprechend der Richtung der Kraftstoffeinspritzung, auf die Längsachse des Einlaßventils 7. Das Ventil 9 spritzt stoßweise eine Benzinmenge nach innen zur Einlaßöffnung 5 bei einem niedrigen Druck ein, welcher im Bereich von 0,15 MPa bis 1 MPa, bevorzugt bei 0,3 MPa, liegt.
Das Einspritzen des Benzins wird während einem vorbestimmten Zeitraum durchgeführt. Der vorbestimmte Zeitraum erstreckt sich von 10 Grad des Kurbelwinkels bevor das Einlaßventil 7 geschlossen wird bis 110 Grad des Kurbelwinkels bevor das Einlaßventil 7 geöffnet wird. Durch Benzineinspritzungen während des vorstehend erwähnten vorbestimmten Zeitraums, dauert es eine beträchtliche Zeitdauer bis das Benzin, welches in den Einlaßkanal 5 eingespritzt wird, in den Zylinder 1 gesaugt oder gezogen wird. Dementsprechend ist das Benzin innerhalb des Einlaßkanals 5 vollständig zerstäubt und mischt sich mit der Luft bevor das Gemisch aus Luft und dem zerstäubten Benzin in den Zylinder 1 eintritt. Demgemäß wird ein vollständig vorgemischtes Luft- Kraftstoff-Gemisch hergestellt, wenn der nächste Saughub des Kolbens gestartet wird. Es ist zu erwähnen, daß, obwohl die Benzineinspritzung gestartet wird bevor das Einlaßventil geschlossen wird, das Benzin, welches bei 10 Grad des Kurbelwinkels eingespritzt wird bevor das Einlaßventil geschlossen wird, nicht sofort in den Zylinder strömt. Statt dessen wird es beim nächsten Saughub in den Zylinder 1 angesaugt.
Wenn Benzin eingespritzt wird, wenn das Einlaßventil 7 für einen Saughub des Kolbens, wie in einem konventionellen Motor, geöffnet ist, kann ein vollständig vorgemischtes Gemisch nicht erzeugt werden. Als Ergebnis davon reduziert sich die Ausgangsleistung und der spezifische Kraftstoffverbrauch wird erhöht. Ferner werden unvollständige Verbrennungsprodukte, wie beispielsweise HC und CO, in den Emissionen erzeugt. Benzinmotoren mit Kompressionszündung gemäß der vorliegenden Erfindung weisen jedoch einen besseren gesamten spezifischen Kraftstoffverbrauch auf, und reduzieren das NOx in den Emissionen außerordentlich.
Da es der einzige Zweck der Benzineinspritzung in der vorliegenden Erfindung ist, für eine vorbestimmte Benzinmenge in dem Einlaßkanal 5 zu sorgen, erfordert die Einspritzung ferner keinen hohen Druck, wie beispielsweise einen Druck von 20 MPa, weil es nicht notwendig ist, ein Gemisch durch die Energie des Einspritzimpulses zu erzeugen. Dementsprechend kann ein einfaches Kraftstoffein- spritzventil in dem Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Gegensatz zu einer in konventionellen Motoren durchgeführten Kraftstoffeinspritzung, ist ein grobkörniger Nebel, welcher aufgrund eines niedrigen Einspritzdrucks erzeugt wird, sogar zu bevorzugen, da sich der Nebel an der inneren Oberflche des Einlaßkanals 5 niederschlägt. Dieser Zustand fördert die Verdampfung des Benzins.
Der vorstehend erwähnte Benzinmotor arbeitet unter einem hohen Verdichtungsverhältnis, welches im Bereich von in etwa 14 bis ungefähr 20 liegt. Unter Verwendung eines Verdichtungsverhältnisses im Bereich von ungefähr 14 bis in etwa 20, erzeugt das in die Verbrennungskammer gesaugte Gemisch ausreichend Hitze, um selbst gezündet zu werden. Das Verdichtungsverhältnis liegt bevorzugt in etwa im Bereich von 15 bis ungefähr 19, so daß ein Klopfen des Motors verhindert wird. Das Verdichtungsverhältnis liegt besonders bevorzugt bei 17.5. Unter Verwendung eines hohen Verdichtungsverhältnisses von 17.5, wird eine verläßliche Kompressionszündung des Benzins in der Verbrennungskammer sichergestellt, und ein Entstehen von Klopfen wird verhindert. Der Grund dafür liegt darin, daß ein vollständig vorgemischtes Gemisch mittels Verbrennungszündung unter einem hohen Verdichtungsverhältnis verbrannt wird, was zu einem übermäßig magerem Verbrennen führt. Dementsprechend werden unerwünschte Emissionen, insbesondere NOx, außerordentlich reduziert. Ferner erhöht sich der stabile Verbrennungsbereich, und somit kann eine qualitative Steuerung der Ausgangsleistung durchgeführt werden. Da der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung ferner keine Drosselklappe für die Einlaßluft aufweist, wird der Einlaßdruckverlust auf einen Level außerordentlich reduziert, welcher im wesentlichen der gleiche ist, wie der eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung, und somit wird der Kraftstoffverbrauch weiterhin im Hinblick auf die Zyklustheorie des Motors verbessert.
Weiterhin ist die in den Kolben 2 ausgeformte Aussparung 3, welche als Hauptbestandteil der Verbrennungskammer dient, nicht auf die Konfiguration von Fig. 1 beschränkt. Variationen dieser Aussparung 3 sind in den Figuren 2 bis 5 gezeigt. Die in Fig. 2 gezeigte Aussparung weist eine offene Kammerform auf, welche keinen Hals an dessen Öffnung hat. Ferner ist die Mittelachse 0 der Aussparung 3 von der Mittelachse 0 des Kolbens 2 versetzt. Genauer gesagt, beträgt der innere Durchmesser D4 der Aussparung 3 70 mm, während der äußere Durchmesser D5 des Kolbens 102 mm beträgt, und eine Tiefe D6 von 14 mm aufweist. Die in Fig. 3 gezeigte Aussparung 3 weist keinen zylindrischen Abschnitt an der Öffnung auf, im Vergleich zur Aussparung von Fig. 2. Die in Fig. 4 gezeigte Aussparung 3 hat eine flache Grundfläche, und die Mittelachse der Aussparung ist die gleiche wie die Mittelachse des Kolbens 2. Die in Fig. 5 gezeigte Aussparung 3 weist einen geringen Vorsprung im Zentrum der Grundfläche auf.
Die Performance des Benzinmotors mit Kompressionszündung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde mit der eines Dieselmotors mit Kraftstoffdirekteinspritzung verglichen. Der Dieselmotor mit Direkteinspritzung wird als der Motor unter den konventionellen inneren Verbrennungsmotoren mit dem niedrigsten spezifischen Kraftstoffverbrauch bei der praktischen Anwendung eingestuft. Die Vergleichsexperimente wurden unter Verwendung eines Benzinmotors mit Kompressionszündung (im weiteren als Benzinmotor bezeichnet) mit einem einzelnen Zylinder und einem Dieselmotor mit Direktkraftstoffeinspritzung (im nachfolgenden als Dieselmotor bezeichnet) mit einem einzelnen Zylinder durchgeführt. Beide Motoren weisen eine Zylinderbohrung von 102 mm und einen Kolbenhub von 112 mm sowie ein Verdichtungsverhältnis von 17,5 auf.
Dieselkraftstoff wurde für den Dieselmotor verwendetn Der Dieselkraftstoff wurde direkt in die Verbrennungskammer mit einem Druck von bis zu 20 MPa unter Verwendung eines Dieseleinspritzventils während der zweiten Hälfte des Kompressionshubs eingespritzt Benzin wurde für den Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Das Benzin wurde in den Einlaßkanal bei einem Druck von bis zu 0,3 MPa eingespritzt, während das Einlaßventil geschlossen war. Das Benzin wurde mittels der Kompressionszündung aufgrund des hohen Verdichtungsverhältnisses gezündet, wie es in einem Dieselmotor verwendet wird. Dementsprechend hat der Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung keine Zündkerze und keine Drosselklappe für die Einlaßluft.
Die Experimente wurden bei einer festgelegten Motordrehzahl für den Benzin- und den Dieselmotor bei 1000 U/min durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Experimente werden im Folgenden in Bezug auf die Figuren 6 bis 11 diskutiert.
(1) Ein stabiler Verbrennungszustand bei Kompressionsselbstzündung wurde für den Motor gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich oder geringer als 57 erreicht.
(2) Ein Diagramm des Verlaufs der Wärmefreigabe bzw. des Brennverlaufs wurde sowohl für den Benzinmotor als auch für den Dieselmotor erhalten. Wie in Fig. 6 dargestellt, zeigt das Diagramm des Dieselmotors einen Verbrennungsverlauf mit einem vorgemischten Verbrennungsprozess und einem Diffusionsverbrennungsprozess, während der des Benzinmotors gemäß der vorliegenden Erfindung nur einen vorgemischten Verbrennungsprozess zeigt, welcher ähnlich zu dem eines konventionellen Benzinmotors ist. In Fig. 6 zeigen relativ gerade Abschnitte, daß eine vorgemischte Verbrennung statt gefunden hat, und ein welliger Abschnitt zeigt an, daß eine Diffusionsverbrennung stattgefunden hat.
(3) Die Werte des angezeigten mittleren Arbeitsdrucks (imep in Fig. 7 gezeigt) und die Werte des angezeigten spezifischen Kraftstoffverbrauchs, welche, wenn Benzin während einer Periode eingespritzt wurde, erhalten worden sind, ausschließlich einer Periode, in der ein Einlaßventil geöffnet ist, waren die gleichen wie die, welche man von dem Dieselmotor erhielt.
(4) Die Menge an NOx (Fig. 8), welche von dem Benzinmotor erzeugt wurde, war in etwa 1/13 von den Werten, welche von dem Benzinmotor erzeugt wurden. In dem in Fig. 8 gezeigten Graph zeigt (A) die Menge von NOx an, welche von dem Benzinmotor erzeugt wurde, und (C) zeigt die Menge an, welche von dem Dieselmotor erzeugt wurde. (B) des Graphen zeigt die Menge von NOx an, welche von einem Benzinmotor erzeugt wurde, in den Benzin direkt in den Zylinder eingespritzt worden ist. Die NOx-Emission verläuft über einen konstant niedrigen Level, wie in Fig. 9 gezeigt. Somit erreicht der Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ein niedriges Niveau des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, welcher der gleiche ist, wie der von einem Dieselmotor mit Direktkraftstoffeinspritzung, während ein niedriger NOx- Emissionspegel beibehalten wird.
(5) Die Konzentration von HC-Emissionen (Fig. 10) ist stark angestiegen, wenn Benzin eingespritzt worden ist, während das Einlaßventil geöffnet war. Die Konzentrationen von HC-Emissionen wurde auf einem konstant niedrigen Pegel beibehalten, wenn die Benzinmenge während einer Periode eingespritzt wurde, welche eine Periode ausschließt, in der das Einlaßventil geöffnet ist.
(6) Ähnlich zu der Konzentration von HC-Emissionen, ist die Konzentration von CO-Emissionen (Fig. 11) stark angestiegen, wenn Benzin eingespritzt worden ist, während das Einlaßventil offen war. Die Konzentrationen von CO-Emissionen wurde auf einem konstant niedrigen Pegel beibehalten, wenn Benzin während einer Periode eingespritzt wurde, welche einen Zeitraum ausschließt, in dem das Einlaßventil offen ist.

Claims

1. Benzinmotor mit Kompressionszündung bzw. verdichtungsentzündende Benzinbrennkraftrnaschine, in welcher ein Gemisch aus Luft und Benzin durch Kompressionszündung in einer Verbrennungskammer verbrannt wird, wobei der Benzinmotor mit Kompressionszündung einen Einlaßkanal (5) aufweist, welcher mit der Verbrennungskammer über eine Öffnung derart in Verbindung steht, daß die Luft durch den Einlaßkanal (5) und die Öffnung in die Verbrennungskammer gesaugt wird, die Öffnung durch ein Einlaßventil (7) geschlossen wird, ein Kraftstoffeinspritzventil (9) in dem Einlaßkanal (5) vorgesehen ist, so daß Benzin in den Einlaßkanal (5) eingespritzt wird, wobei der Benzinmotor mit Kompressionszündung dadurch gekennzeichnet ist,

daß das Kraftstoffeinspritzventil das Benzin innerhalb einer Dauer einspritzt, in welcher die Öffnung im wesentlichen durch das Einlaßventil (7) geschlossen ist; und

daß in dem Gemisch in der Verbrennungskammer durch ein hohes Verdichtungsverhältnis Wärme erzeugt wird, und das Gemisch nur durch die von der Kompression erzeugten Wärme selbst gezündet wird.

2. Benzinmotor mit Kompressionszündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Verdichtungsverhältnisses von in etwa 14 bis in etwa 20 reicht.

3. Benzinmotor mit Kompressionszündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Verdichtungsverhältnisses von in etwa 15 bis in etwa 19 reicht.

4. Benzinmotor mit Kompressionszündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsverhältnis im wesentlichen 17,5 ist.

5. Benzinmotor mit Kornpressionszündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer im wesentlichen von 10 Grad des Kurbelwinkels, bevor die Öffnung geschlossen wird, bis im wesentlichen 110 Grad des Kurbelwinkels, bevor die Öffnung geöffnet wird, reichtn

6. Benzinmotor mit Kornpressionszündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer durch einen Zylinder (1), einen Zylinderkopf (4) und einen Kolben (2) bestimmt wird, wobei der Zylinderkopf eine im wesentlichen flache Fläche gegenüber einer oberen Fläche des Kolbens (2) aufweist, der Kolben (2) eine Aussparung (3) aufweist, welche in der oberen Fläche vorgesehen ist, dessen Aussparung (3) einen Teil der Verbrennungskammer definiert.

7. Benzinmotor mit Kornpressionszündung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Aussparung (3) mehr als die Hälfte des äußeren Durchmessers des Kolbens (2) ist, und daß die Tiefe der Aussparung (3) weniger als ein Drittel des Durchmessers der Aussparung (3) beträgt.

8. Benzinmotor mit Kompressionszündung nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffeinspritzventil mit einem Druck im Bereich von in etwa 0,15 MPa bis in etwa 1 MPa Benzin einspritzt.