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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung, insbesondere Dieselmotor, mit zwei paarweise nebeneinander im Zylinderkopf angeordneten Einlassventilen je Zylinder, über die die
Verbrennungsluft mit um die Zylinderachse rotierender Drehströmung in den Zylinder geleitet ist.
Es sind zahlreiche Brennkraftmaschinen dieser Art bekannt, deren Einlasskanalsystem bewusst auf die
Erzeugung eines hohen Dralles der Zylinderladung gerichtet ist. Unter anderem ist in der deutschen
Offenlegungsschrift 1426103 eine Zylinderkopfkonstruktion beschrieben, bei welcher jeder Zylinder über zwei als
Schrägkanäle ausgeführte Einlasskanäle verfügt, deren Strömungsrichtung, bezogen auf die Zylinderachsen, gleichsinnig verläuft, u. zw. im Sinne einer Einmündung in tangentialer Richtung an einen gedachten Zylinder, dessen Achse mit der Brennraumachse zusammenfällt.
Durch diese Kanalgestaltung soll die Rotation der
Zylinderladung verstärkt werden, welches Vorhaben den früheren Entwicklungstendenzen im Motorenbau entspricht, die einen hohen Drall der Verbrennungsluft als Haupterfordernis für eine gute Gemischbildung und günstige Verbrennungsverhältnisse ansahen.
Die Erfindung verfolgt demgegenüber die Absicht, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Drehbewegung der Verbrennungsluft im Zylinder eine starke Turbulenz überlagert ist.
Die neuere Entwicklung im Motorenbau hat zu der Erkenntnis geführt, dass durch einen solchen
Strömungszustand die Gemischbildung und damit auch die Verbrennung verbessert und beschleunigt werden kann, mit dem Effekt eines verringerten Anteiles an Schadstoffen in den Abgasen des betreffenden Motors.
Bezüglich der für die beschleunigte Gemischbildung förderlichen Turbulenz der Zylinderladung ist anzustreben, dass diese innerhalb des Zylinders voll wirksam ist, eine Forderung, deren Verwirklichung insoferne Probleme aufwirft, als Turbulenz ein Vorgang ist, dessen Intensität rasch abnimmt, wobei die kinetische Energie aufgebraucht und in Wärme verwandelt wird.
Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte wird die erfindungsgemässe Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Bildung eines Teilluftstromes, dessen Strömungsrichtung im Zylinder in an sich bekannter Weise dem Drehsinn der übrigen, um die Zylinderachse rotierenden Verbrennungsluft entgegengesetzt ist, einer der Einlasskanäle als Spiralkanal und der andere, zum zweiten Einlassventil führende Einlasskanal als Schrägkanal ausgebildet ist, und dass die Einströmrichtung des Spiralkanals der Strömungsrichtung des Schrägkanals entgegengerichtet ist.
Auf diese Weise ergibt sich ein Zusammenprall des überwiegenden Teiles der über die beiden Einlasskanäle in entgegengesetzter Richtung einströmenden Luft in dem zwischen den beiden Ventilen gelegenen Zylinderbereich, also unmittelbar nach dem Austritt der Luft aus dem Ventilspalt ; das bedeutet also, dass ein beträchtlicher Teil der Strömungsenergie schon im Nahbereich der Ventile in kräftige Turbulenz umgesetzt wird und im wesentlichen nur an dem dem Spiralkanal zugeordneten Einlassventil Strömungskomponenten vorhanden sind, welche die Drehung der Zylinderladung um die Brennraumachse hervorrufen. Es tritt also bei dieser Konstruktion das Turbulenzverhalten gegenüber der Rotation der Verbrennungsluft deutlich in den Vordergrund.
Die Erfindung ermöglicht es weiters, die Einlasskanäle strömungsgünstig und platzsparend auszubilden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können der Spiralkanal und der Schrägkanal von einander gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkopfes ausgehen, wobei jeder Kanal aus einem etwa geradlinigen Zuführungsteil und einem zu den Einlassventilen führenden, bogenförmig nach aussen gekrümmten Abschnitt besteht und die Zuführungsteile beider Kanäle, im Grundriss gesehen, etwa dieselbe Richtung aufweisen. Diese Kanalanordnung ist vor allem bei Einzylinder-Brennkraftmaschinen vorteilhaft.
Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, dass nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der Spiralkanal und der Schrägkanal von derselben Seite des Zylinderkopfes ausgehen, wobei der Spiralkanal im wesentlichen tangential in bezug auf die Zylinderinnenwand und der Schrägkanal im wesentlichen radial in bezug auf die Zylinderachse verläuft. Diese Anordnung ist vor allem bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen günstig, da es diese erlaubt, jeweils den Spiralkanal des einen Zylinders und den Schrägkanal des benachbarten Zylinders an einem gemeinsamen Zulaufkanal oder aber unmittelbar an einen an der Saugseite des Zylinderkopfes ausgesparten, für alle Einlasskanäle gemeinsamen Aufnehmerraum anzuschliessen. Dadurch ergeben sich sehr kurze und strömungsgünstige Einlasskanäle und eine sehr gute Ausnutzung des verfügbaren Bauraumes.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in den auf den erfindungswesentlichen Bereich beschränkten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. l einen Horizontalschnitt einer ersteren Ausführungsform eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung und Fig. 2 einen weiteren Horizontalschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines Zylinderkopfes der erfindungsgemässen Bauart.
Bei den Ausführungsbeispielen handelt es sich um den Zylinderkopf einer Vierventil-Brennkraftmaschine
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--1, l'und 2--mit--5--bezeichnet. Die Zylinderinnenwand ist durch den strichpunktierten Kreis--6--angedeutet. Bei den Konstruktionen ist weiters die Anordnung je eines zum Einlassventil-l-führenden Schrägkanals
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einander gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkopfes aus.
Jeder der beiden Einlasskanäle--7, 8--weist einen im wesentlichen geradlinigen Zuführungsteil --7' bzw. 8'-- und einen daran anschliessenden bogenförmig nach aussen gekrümmten Abschnitt --7" bzw. 8"-- auf, welcher unmittelbar zu den betreffenden Einlassventil-l bzw. l'--führt. Die Zuführungsteile-7', 8'-der beiden Einlasskanäle --7,8-- sind, im Grundriss gesehen, im wesentlichen fluchtend zueinander ausgerichtet.
Die Pfeile--9 und 10--kennzeichnen die Strömungskomponenten der über die beiden Einlasskanäle --7, 8--zuströmenden Verbrennungsluft bei ihrem Austritt über den Ventilspalt in den Zylinder. Wie ersichtlich, tritt die Verbrennungsluft bei dem an den Schrägkanal --7-- angeschlossenen Einlassventil --1-- über einen weitaus kleineren Umfangsbereich als bei dem an den Spiralkanal--8--angeschlossenen Einlassventil aus.
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l'--gelegenenStrömungskomponenten --10-- vorhanden, welche in bezug auf die Zylinderachse --5-- eine Luftdrehung im Uhrzeigersinn bewirken, welche sich der durch die Strömungskomponenten --9-- gebildeten Turbulenz überlagert.
Der dadurch entstehende Strömungszustand der Zylinderladung fördert sowohl eine intensive Gemischbildung als auch den raschen Ablauf des Verbrennungsvorganges.
Bei dem Zylinderkopf nach Fig. 2 gehen die beiden Einlasskanäle--7, 8--von derselben Zylinderkopf-Seitenwand --11-- aus. Der Schrägkanal--7--verläuft dabei, im Grundriss gesehen, im wesentlichen radial in bezug auf die Zylinderachse--5--, wogegen die Richtung des Spiralkanals --8-- etwa tangential zur Zylinderinnenwand --6-- verläuft.
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jedoch von denen nach Fig. l insofeme etwas ab, als bei beiden Einlassventilen--l, l'-- Strömungskomponenten --10-- vorhanden sind, deren Drehsinn bezüglich der Zylinderachse --5-- jedoch bei den beiden Einlassventilen--l und l'--entgegengesetzt ist.
Infolgedessen kommt es in dem den beiden Einlassventilen gegenüberliegenden Bereich des Zylinders zu einem teilweisen Aufeinanderprallen der
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entgegen den Uhrzeigersinn einstellt.
Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, abweichend von den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen, an jedem Zylinder zwei Spiralkanäle vorzusehen, wobei durch eine asymmetrische Anordnung und Ausbildung der Spiralkanäle für das Zustandekommen eines resultierenden Dralles der Zylinderladung gesorgt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung, insbesondere Dieselmotor, mit zwei paarweise nebeneinander im Zylinderkopf angeordneten Einlassventilen je Zylinder, über die die Verbrennungsluft mit um
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dass zur Bildung eines Teilluftstromes, dessen Strömungsrichtung im Zylinder (6) in an sich bekannter Weise dem Drehsinn der übrigen, um die Zylinderachse (5) rotierender Verbrennungsluft entgegengesetzt ist, einer der Einlasskanäle als Spiralkanal (8) und der andere zum zweiten Einlassventil (1) führende Einlasskanal als Schrägkanal (7) ausgebildet ist und dass die Einströmrichtung des Spiralkanals (8) der Strömungsrichtung des Schrägkanals (7) entgegen gerichtet ist.
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