AT 402 433 BAT 402 433 B
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit je zwei hängend angeordneten Einlaß- und Auslaßventilen für jeden Zylinder, von denen jeweils ein Einlaß- und ein Auslaßventil bezüglich der Zylinderachse einander gegenüberliegen und die durch die Achsen der gegenüberliegenden Ventile gelegten Ebenen zueinander einen Winkel von etwa 90· einschließen und zum in bezug auf den Drehsinn der Verbrennungsluft im Zylinder ersten Einlaßventil ein Spiralkanal und zum zweiten Einlaßventil ein Tangentialkanal führen, die von derselben Seitenwand des Zylinderkopfes ausgehen, wobei zwischen den beiden Einlaßventilen im Bereich der Kanalspirale eine Wand vorgesehen ist.The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, each with two hanging inlet and outlet valves for each cylinder, each of which has an inlet and an outlet valve with respect to the cylinder axis and the planes through the axes of the opposite valves are at an angle to each other 90 ° and lead to the first intake valve with respect to the direction of rotation of the combustion air in the cylinder a spiral channel and to the second intake valve a tangential channel, which start from the same side wall of the cylinder head, a wall being provided between the two intake valves in the region of the channel spiral.
Bei Zylinderköpfen für Motoren mit drei oder mehr Ventilen pro Zylinder kann es bei kleinen Zylinderbohrungen sehr schwierig werden, genügend Platz für die mehrventiligen Einlaßkanäle bereitzustellen, um ausreichende Strömungsquerschnitte zu erreichen. Besonders dann, wenn eine drallbehaftete Strömung für die Gemischaufbereitung und Verbrennung benötigt wird, werden die Platzverhältnisse schwierig, da vorzugsweise eine Spiralkanal-Schrägkanal-Kombination eingesetzt wird. Bei dieser Kombination, welche in der AT 326 422 B beschrieben ist, ist jene Anordnung gewählt, bei der, in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft im Zylinder gesehen, der Spiralkanal vor dem Tangentialkanal zu liegen kommt, weil dann eine optimale gegenseitige Unterstützung der aus dem Ventilspalt strömenden Luft zu einer Drallströmung erfolgt.With cylinder heads for engines with three or more valves per cylinder, it can be very difficult with small cylinder bores to provide enough space for the multi-valve intake ports in order to achieve sufficient flow cross sections. Particularly when a swirling flow is required for the mixture preparation and combustion, the space conditions become difficult since a spiral channel / inclined channel combination is preferably used. In this combination, which is described in AT 326 422 B, the arrangement is selected in which, viewed in the direction of flow of the combustion air in the cylinder, the spiral channel comes to lie in front of the tangential channel, because then an optimal mutual support of those flowing out of the valve gap Air takes place to a swirl flow.
In der AT 331 575 B dagegen ist eine Anordnung geoffenbart, bei der, in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft im Zylinder gesehen, der Tangentialkanal vor dem Spiralkanal angeordnet ist. Dabei schließt eine durch gegenüberliegende Ventile gelegte Ebene mit der zur Motorlängsmittelebene senkrechten Ebene einen spitzen Winkel ein. Die beiden Einlaßkanäle gehen wie bei der AT 326 422 B von derselben Seitenwand des Zylinderkopfes aus, wobei die Einlaßkanäle schon vor dem Eintritt in den Zylinderkopf durch eine Trennwand völlig getrennt sind. Dies erlaubt allerdings keine Freiheiten in der Auslegung der Querschnittsfläche der Einlaßkanäle.AT 331 575 B, on the other hand, discloses an arrangement in which, seen in the flow direction of the combustion air in the cylinder, the tangential channel is arranged in front of the spiral channel. A plane placed through opposing valves encloses an acute angle with the plane perpendicular to the central plane of the longitudinal engine. As with the AT 326 422 B, the two inlet ducts start from the same side wall of the cylinder head, the inlet ducts being completely separated by a partition wall before entering the cylinder head. However, this does not allow freedom in the design of the cross-sectional area of the inlet channels.
Aus der DE 36 19 550 A1 ist eine Einlaßkanalanordnung für einen Zylinderkopf mit einem Tangential-und einem Spiralkanal bekannt, bei der der Tangentialkanal von einem von der Seitenwand des Zylinderkopfes ausgehenden gemeinsamen Eintrittskanal abzweigt, wobei zwischen den beiden Kanälen eine bis fast zur Seiten wand des Zylinderkopfes reichende Strömungstrennwand vorgesehen ist. Spiralkanal und Tangentialkanal sind auch hier nicht in der eingangs genannten Art angeordnet, sodaß eine optimale gegenseitige Unterstützung der aus dem Ventilspalt strömenden Luft zu einer Drallströmung nicht gegeben ist. Der abschaltbare Tangentialkanal hat vielmehr die Aufgabe in bestimmten Betriebsbereichen die Verwirbelung durch den Drallkanal abzuschwächen und den Füllungsgrad zu erhöhen. Dies trifft auch auf die DE 36 28 366 A1 zu, in der ein Zylinderkopf mit einer ähnlichen Zwillings-Zulaufbohrungskonstruktion mit veränderlicher Wirbelbildung gezeigt ist. Eine optimale gegenseitige Unterstützung der einströmenden Luft zu einer Drallströmung ist auch hier nicht gegeben.From DE 36 19 550 A1 an inlet duct arrangement for a cylinder head with a tangential and a spiral duct is known, in which the tangential duct branches off from a common inlet duct starting from the side wall of the cylinder head, one wall almost to the side between the two ducts Cylinder head-reaching flow partition is provided. Spiral channel and tangential channel are also not arranged in the manner mentioned at the outset, so that there is no optimal mutual support of the air flowing from the valve gap to a swirl flow. Rather, the tangential channel that can be switched off has the task of weakening the swirling through the swirl channel and increasing the degree of filling in certain operating areas. This also applies to DE 36 28 366 A1, which shows a cylinder head with a similar twin inlet bore construction with variable vortex formation. An optimal mutual support of the incoming air to a swirl flow is not given here either.
Die AT 295 932 B zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem Einlaßkanal, der sich unmittelbar vor dem Eintritt in den Zylinderkopf in zwei Neutralkanäle aufspaltet. Eine Drallerzeugung durch einen der beiden Kanäle ist nicht vorgesehen.The AT 295 932 B shows an internal combustion engine with an intake port that splits into two neutral channels immediately before entering the cylinder head. A swirl generation through one of the two channels is not provided.
Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Zylinderkopf mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilen eine platzsparende Anordnung der Einlaßkanäle anzugeben, wobei - ohne auf die Vorteile der bekannten gattungbildenden Anordnung zu verzichten - ausreichende Querschnitte für die Einlaßströmung bereitgestellt werden sollen.It is an object of the invention to provide a space-saving arrangement of the intake ports for a cylinder head with two intake and two exhaust valves, wherein - without sacrificing the advantages of the known generic arrangement - sufficient cross sections should be provided for the intake flow.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die durch das erste Einlaßventil und das bezüglich der Zylinderachse gegenüberliegende Auslaßventil gelegte Ebene in an sich bekannter Weise mit der zur Motorlängsmittelebene senkrechten Ebene einen spitzen Winkel einschließt, der vorzugsweise zwischen 15* und 60* liegt, wobei der zum zweiten Einlaßventil führende Tangentialkanal, wie an sich ebenfalls bekannt, von dem von der Seitenwand des Zylinderkopfes ausgehenden gemeinsamen Einlaßkanal im Bereich der zum ersten Einlaßkanal führenden Kanalspirale abzweigt, zu welchem Zweck die Wand als an sich bekannte Strömungstrennwand ausgeführt ist und im gemeinsamen Einlaßkanal unmittelbar neben der zum ersten Einlaßventil führenden Kanalspirale beginnt. Wesentlich dabei ist, daß beide Einlaßventile über einen Kanalflansch versorgt werden und in diesem Bereich keine trennende Wand zwischen dem vorne liegenden Spiralkanal und dem Tangentialkanal liegt, sodaß die fehlende Trennwand eine günstige Auslegung der Querschnittsfläche erlaubt. Die unmittelbar neben der zum ersten Einlaßventil führenden Kanalspirale beginnende Strömungstrennwand kann parallel zu den Ventilachsen oder aber auch senkrecht dazu verlaufen. Bei dieser Ausbildung der Trennwand kann bei der Entwicklung des Zylinderkopfes die Trennwand zunächst reichlich lang ausgeführt und sodann durch schrittweises Kürzen die einerseits für die Herstellung und andererseits hinsichtlich der Strömungsverhältnisse beste Länge gefunden werden.According to the invention, this is achieved in that the plane through the first inlet valve and the outlet valve opposite with respect to the cylinder axis includes, in a manner known per se, an acute angle with the plane perpendicular to the longitudinal center plane of the engine, which is preferably between 15 * and 60 *, the for tangential channel leading second inlet valve, as is also known per se, branches off from the common inlet channel starting from the side wall of the cylinder head in the region of the channel spiral leading to the first inlet channel, for which purpose the wall is designed as a known flow dividing wall and in the common inlet channel immediately next to the channel spiral leading to the first inlet valve begins. It is essential that both inlet valves are supplied via a channel flange and that there is no separating wall in this area between the spiral channel at the front and the tangential channel, so that the missing partition wall allows a favorable design of the cross-sectional area. The flow dividing wall which begins immediately next to the channel spiral leading to the first inlet valve can run parallel to the valve axes or else perpendicular to it. With this design of the partition wall, the partition wall can initially be made long enough during the development of the cylinder head and then the length that is best for the production and for the flow conditions can be found by gradually shortening it.
Im Rahmen der Erfindung kann auch der äußerste Teil der Strömungstrennwand als eine schwenkbare Klappe von solcher Breite ausgebildet sein, daß sie den Strömungsquerschnitt des Spiralkanales bzw. des 2In the context of the invention, the outermost part of the flow dividing wall can also be designed as a pivotable flap of such a width that it covers the flow cross-section of the spiral channel or the second