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Einlasskanalanordnung für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einlasskanalanordnung für Brennkraftmaschinen und bezweckt, den volumetrischen Wirkungsgrad derselben zu erhöhen. Es ist klar, dass dips er Wirkungsgrad günstiger wird, wenn der son der Gasströmung zu überwindende Widerstand verringert wird. Um den Widerstand möglichst zu verringern, müssen bei Festsetzung der Form der Durchgangskanäle zwischen Vergaser und Zylinder die zu speisende Gasmenge, der Druckabfall zwischen den Enden dieses Durchgangsweges, der Trockenheitsgrad des Gases und der Unterschied der Geschwindigkeiten der Strömung durch irgendeinen Querschnitt des besagten Durchganges in Betracht gezogen werden. Für die Bestimmung
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werden.
Es gibt aber auch unbestimmbare Faktoren, die auch berücksichtigt werden müssen, wie die Schwankungen der Strömung während eines Arbeitskreislaufes, Wechsel der Temperatur entlang dem Durchgangsweg usw. Die endgültige Form des Durchgangswege wird daher vel besser durch den Versuch festgestellt. Als Ergebnis solcher Versuche wurde nun gefunden, dass die Form der Durchgangswege in der Nähe der Ventile die Strömung der Gase ganz besonders beeinflusst.
Gemäss der Erfindung ist jedes Einlassventil so geformt, dass es, von der Sitzstelle weg sich allmählich verjüngend, in die Ventilspindel übergeht und die Form des Einlasskanals für jeden Zylinder in der Umgebung des Ventils der Form des letzteren annähernd angepasst ist, wobei die Form beider Teile eine derartige ist, dass bei offenem Ventil ein im Querschnitt ringförmiger, stetig verlaufender Kanal gebildet wird, der eine unbehinderte Strömung gestattet.
Ein weiteres Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass sich der Kopf des Einlassventils von der erwähnten, den Ventilsitz bildenden Stelle in axialer Richtung gegen die Verbrennungskammer zu fortsetzt und auch der Einlasskanal sieh über den Ventilsitz hinaus in axialer Richtung gegen die Verbrennungskammer hin erstreckt.
Ein ferneres Merkmal der Erfindung besteht in einer derartigen Ausgestaltung und Richtung der Kanalwand und des Ventils, dass der Gasstrom als ein Ganzes, d. h. ohne Ablenkung eines Teiles
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den Wänden auf ein Minimum reduziert und daher auch der volumetrische Wirkungsgrad gesteigert wird.
Es wurde auch gefunden, dass sich gegenüber bekannten Zuführungssystemen für einen weiten Bereich von Bedingungen eine günstigere Strömung ergibt, wenn der den oben dargelegten Bedingungen entsprechende Kanal die sogenannte Venturi"-Form aufweist, nämlich eine solche mit einer Einengung, wobei sich der Kanal in der Strömungsrichtung gegen die Einengung zu rascher verengt als von derselben weg. Die Stelle, wo die Einengung vorgesehen ist, kann nahe dem Einlassende des Kanals liegen, für verschiedene Maschinen aber verschieden sein.
Bei Anwendung der Erfindung auf eine Mehrzylindermasehine erstreckt sieh zweckmässig der von einem Verteilerkanal abzweigende, ringförmige Kanal nur auf einem kurzen Wege entlang der Spindel des Einlassventils, weshalb der Verteilerkanal nahe oberhalb der oberen Enden der Zylinder verlaufen muss.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. l einen Zylinderkopf sowie einen Teil des Zylinders im Schnitt durch die Achse des letzteren, Fig. 2 in vergrössertem
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oberhalb des Verbrennungsraumes angebracht ist.
In Fig. 1 ist das Einlassventil 1 in offener Stellung mit vollen Linien eingezeichnet und seine Schliess- stellung mit strichpunktierten Linien, in Fig. 3 umgekehrt. Wie ersichtlich, ist der Ventilkopf und die Wand 2 des Einlasskanals sowie die Wand 3 der Verbrennungskammer in der Höhe des Ventilkopfes so geformt, dass der Durehgangskanal zwischen dem Ventil und den beiden letztgenannten Teilen zuerst
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die strichpunktierte Linie 4 angedeutet. Die Richtung des Ringkanals ist eine solche, dass die Richtung der Gase beim Eintritt in den Zylinder im wesentlichen parallel zu dessen Wand ist. Wie schon erwähnt, wird durch diese Anordnung eine Wirbelbildung infolge Rüekprallens von der Zylinderwand verhindert.
Fig. 2 veranschaulicht die geeigneten Grössenverhältnisse für Kanal, Ventilraum und Ventil eines Motors mit 652 eiitzl Fassungsraum, der mit 6000 Touren pro Minute laufen soll. Wie ersichtlich, befindet sich bei dieser besonderen Kanalform der Hals bzw. die engste Stelle nahezu in der Mitte zwischen Einlauf und Ausströmende des Kanals.
Mit 5 (Fig. 1) ist die Wand des Verteilers bzw. Znführungsrohres bezeichnet, welches in diesem Falle mit dem Zylinderkopf 6 aus einem Stück besteht und sich bei Mehrzylindermaschinen über alle Zylinder erstreckt. Dieses Rohr kann in seiner Mitte an einen Vergaser angeschlossen sein oder es können auch zwei Vergaser, je einer an jedem Ende, eventuell auch mehrere, verteilt auf verschiedene Punkte der Rohrlänge vorgesehen sein.
PATENT-ANSPRtCHE :
1. Einlasskanalanordnung für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass sieh das Einlassventil von der Sitzstelle weg gegen die Spindel zu allmählich verjüngt und die Form des den Ventilkupf umgebenden Einlasskanals jener des Einlassventils so angepasst ist, dass bei geöffnetem Ventil eiu im Querschnitt ringförmiger, stetig verlaufender Kanal gebildet wird, der eine nubehinderte Strömung ler Gase gestattet.
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Inlet channel arrangement for internal combustion engines.
The invention relates to an intake duct arrangement for internal combustion engines and aims to increase the volumetric efficiency of the same. It is clear that the efficiency becomes more favorable if the resistance to be overcome by the gas flow is reduced. In order to reduce the resistance as much as possible, when determining the shape of the passageways between the carburetor and the cylinder, it is necessary to take into account the amount of gas to be fed, the pressure drop between the ends of this passageway, the degree of dryness of the gas and the difference in the velocities of the flow through any cross section of said passage to be pulled. For determination
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will.
But there are also indeterminable factors that must also be taken into account, such as the fluctuations in the flow during a working cycle, changes in temperature along the passage, etc. The final shape of the passage is therefore better determined by the experiment. As a result of such experiments, it has now been found that the shape of the passageways in the vicinity of the valves has a particular influence on the flow of the gases.
According to the invention, each inlet valve is shaped so that it gradually tapers away from the seat point, merges into the valve spindle and the shape of the inlet channel for each cylinder in the vicinity of the valve is approximately adapted to the shape of the latter, the shape of both parts one such is that when the valve is open, a continuously running channel with an annular cross section is formed, which allows an unimpeded flow.
A further feature of the subject matter of the invention is that the head of the inlet valve extends from the mentioned point forming the valve seat in the axial direction towards the combustion chamber and the inlet channel also extends beyond the valve seat in the axial direction towards the combustion chamber.
A further feature of the invention consists in such a configuration and direction of the duct wall and the valve that the gas flow as a whole, i. H. without distracting any part
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the walls are reduced to a minimum and therefore the volumetric efficiency is also increased.
It has also been found that, compared to known supply systems, a more favorable flow results for a wide range of conditions if the channel corresponding to the conditions set out above has the so-called Venturi "shape, namely one with a constriction, the channel being in the Direction of flow narrowed too rapidly towards the constriction than away from it.The location where the constriction is provided may be near the inlet end of the channel, but it may be different for different machines.
When applying the invention to a multi-cylinder machine, the annular channel branching off from a distributor channel expediently extends only a short distance along the spindle of the inlet valve, which is why the distributor channel must run close above the upper ends of the cylinders.
In the drawing, two embodiments are illustrated, u. Between. Fig. 1 shows a cylinder head and part of the cylinder in section through the axis of the latter, Fig. 2 in an enlarged view
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is attached above the combustion chamber.
In FIG. 1, the inlet valve 1 is drawn in the open position with full lines and its closed position with dash-dotted lines, in FIG. 3 the other way around. As can be seen, the valve head and the wall 2 of the inlet channel as well as the wall 3 of the combustion chamber are shaped at the level of the valve head in such a way that the passage channel between the valve and the two last-mentioned parts is first
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the dash-dotted line 4 indicated. The direction of the annular channel is such that the direction of the gases entering the cylinder is essentially parallel to its wall. As already mentioned, this arrangement prevents vortex formation as a result of bouncing back from the cylinder wall.
Fig. 2 illustrates the suitable size relationships for duct, valve chamber and valve of an engine with 652 eiitzl capacity, which is to run at 6000 revolutions per minute. As can be seen, in this particular channel shape, the neck or the narrowest point is almost in the middle between the inlet and outlet of the channel.
With 5 (Fig. 1) the wall of the distributor or Znführungrohres is referred to, which in this case consists of one piece with the cylinder head 6 and extends over all cylinders in multi-cylinder machines. This pipe can be connected in its middle to a carburetor or two carburetors, one at each end, and possibly several, can be provided distributed over different points along the length of the pipe.
PATENT CLAIMS:
1. Inlet channel arrangement for internal combustion engines, characterized in that the inlet valve gradually tapers away from the seat point towards the spindle and the shape of the inlet channel surrounding the valve head is adapted to that of the inlet valve so that when the valve is open, a continuously annular channel in cross section is formed, which allows an unhindered flow of gases.