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Die Erfindung bezieht sich auf eine Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere VergaserBrennkraftmaschine, die Im Einlasssystem für das Frischgas in den Brennraum des oder der Zylin- der (s) zur Steuerung vor dem Einlassventilbereich eine bzw. mehrere Membranzunge (n) wenigstens eines Zungenventils zur Sperre bzw. Drosselung des unmittelbaren Frischgasstromes in den Brennraum bei niedriger Drehzahl und Teillast im bzw. in den Einlasskanal bzw.-kanäten aufweist.
Da die Drehzahl und die Drosselklappenstellung von Vergaser-Brennkraftmaschinen den Gasdurchsatz durch die Einlassventile bestimmen, ergibt sich bei niednger Drehzahl und Teillast eine vom Gasdurchsatz abhängige, vergleichsweise geringe Strömungsgeschwindigkeit, die jedoch im Hinblick auf eine gute Gemischbildung auch bei niedriger Drehzahl und Teillast entsprechend hoch sein soll Aufgrund der verringerten Stromungsgeschwindigkeit bei niedriger Drehzahl und Teillast Ist daher mit einer nicht vorteilhaften Gemischbildung zu rechnen, was sich im Kraftstoffverbrauch und in den Abgasemissionen auswirkt.
Damit beim Vorsehen von zwei Einlassventilen je Zylinder besser auf die unterschiedlichen Ladungsbedingungen im Voll- und Teillastbereich eingegangen werden kann, ist es bekannt (DE 34 00 926 A1), das für den Vollastbereich ausgelegte, kleinere Einlassventil länger als das grössere Einlassventil für den Teillastbereich zu offnen. Da es bei diesen an einen gemeinsamen Einlasskanal angeschlossenen Einlassventilen bei niedrigen Drehzahlen im Teillastbereich aufgrund der langeren Öffnungszeit des Ventiles für den Vollastbereich dazu kommen kann, dass ein Teil der Fnschladung aus dem Zylinder durch dieses Einlassventil in den Einlasskanal zurückströmt, wird in den Zuführkanal zum Einlassventil für die Vollast ein Rückschlagventil eingesetzt, das den Rückfluss eines Teiles der Fnschladung verhindert.
Damit kann zwar die Ladung der Zylinder verbessert werden, doch bleiben die Nachteile hinsichtlich der Strömungsverhältnisse bei niedriger Drehzahl und Teillast erhalten, weil sich sowohl bei Vollast als auch bei Teillast die Gasströmung in gleicher Welse auf die beiden Einlassventile aufteilt.
Um die Stromungsgeschwindigkeit des einem Einlassventil einer Brennkraftmaschine zuströmenden Gases zu erhöhen, ist es zwar bekannt (DE 34 17 553 A 1), dem Einlassventil zwei Einlassleitungen mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt zuzuordnen, so dass im Teillastbereich nur die Einlassleitung mit dem geringeren Strömungsquerschnitt zum Einsatz kommt, während die Einlassleitung mit dem grösseren Querschnitt erst bei zunehmender Last zugeschaltet wird, doch wird durch diese Massnahmen der Aufwand erheblich gesteigert, zumal jeder Einlassleitung ein Vergaser mit einer Drosselklappe zugeordnet werden muss.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere Vergaser-Brennkraftmaschine, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass mit vergleichsweise einfachen Mitteln die Strömungsgeschwindigkeit des durch das Einlassventil bzw. die Einlassventile strömenden Gases bei niedriger Drehzahl und Teillast angehoben werden kann, um sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch die Abgasemissionen zu verringern.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Membranzunge bzw. -zungen den Frischgasstrom bei niedriger Drehzahl und Teillast zu einer gegen den Zylindermantel hin ausserhalb der zwischen den Einlassventilen bzw. ausserhalb der durch die Achse des nur einen Einlassventils verlaufenden Mittelebene liegenden Einmündung in den Brennraum umleitet und/oder abdrängt bzw. umleiten und/oder abdrängen.
Die Membranzunge bzw. -zungen Ist bzw. sind also so abgestimmt und/oder angeordnet, dass im unteren Drehzahl- und Lastbereich die im Einlasssystem vorhandene Druckdifferenz zur Freigabe des unmittelbaren Fnschgasstromes in den Brennraum nicht ausreicht Der Frischgasstrom gelangt daher im wesentlichen nur über die Umleitung zur Einmündung in den Brennraum, die aber aussermittig angeordnet ist. Dadurch wird jeweils bei der Zylinderfrischladung eine verstärkte Ladungsbewegung erreicht, was eine Verringerung der Brennstoffmenge und der Schadstoffemissionen zur Folge hat.
Ausserdem erhöht sich die Geschwindigkeit der Frischluft-Gassäule wegen des sich aus der Umleitung ergebenden verringerten freien Strömungsquerschnittes, was die Gemischbildung durch Turbulenzerhöhung im Brennraum weiter begünstigt und durch eine grössere Massenträgheit der Gassäule zu einer besseren Füllung durch den Nachladeeffekt führt.
Bei hoherer Drehzahl bzw. höherer Last bewirkt dann aber der ansteigende Strömungswiderstand In der Umleitung eine verstärkte Druckdifferenz an der bzw. den Membranzunge (n), die dadurch in ihre Öffnungsstellung gelangen. Es erfolgt somit das Einströmen des Frischgases über alle Einmündungen des Einlasssystems in dem Brennraum, womit der gewünschte Massendurchsatz
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erzielt wird.
Eine besonders günstige Konstruktion des erfindungsgemässen Einlasssystems wird erreicht, wenn bei Anordnung von wenigstens zwei Einlassventilen für den bzw. jeden Zylinder in an sich bekannter Weise ein bzw. mindestens ein ausserhalb der Mittelebene zwischen den Einlassventilen in den Brennraum mündender Einlasskanal vorgesehen ist und wenn dieser einen unabhängig von der Zungenventil-Steuerung durchströmten offenen Kanal bildet.
Eine gewünschte Ladungsbewegung lässt sich aber auch dadurch erreichen, dass wenigstens ein Zungenventil mit zwei Membranzungen unterschiedlicher federnder Biegsamkeit ausgebildet ist, wodurch ebenfalls ein asymmetrisches Strömungsprofil des Frischgasstromes erzielt werden kann.
Schliesslich ist die Erfindung aber auch anwendbar, wenn der bzw. jeder Zylinder nur ein Einlassventil und einen zu diesem führenden Einlasskanal aufweist, und zwar auf diese Weise, dass im Einlasskanal eine in Ruhestellung den Einlasskanal querende, bei hoher Drehzahl und Vollast sich unter Freigabe des Kanalquerschnittes an eine Kanalwand anschmiegende und bei niedriger Drehzahl und Teillast einen aussermittigen verringerten Kanalquerschnitt öffnende Membranzunge vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand In einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen jeweils im schematischen Schnitt die Fig. 1 und 2 die erfindungswesentlichen Teile eines Zylinderkopfes einer Viertakt-Brennkraftmaschine im Bereich eines offenen und eines mit einem Zungenventil versehenen Einlasskanals, Fig. 3 die entsprechenden Teile bei anderer Schnittführung und Fig. 4 eine Ausbildung mit nur einem Einlassventil.
Im Zylinderkopf 1 einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit zwei Einlassventilen 2 führt zum Ventil 2 ein Einlasskanal 3, der offen bzw. ständig durchströmbar ist. Im zweiten Einlasskanal 4 ist dagegen ein Membranzungenventil 5 eingebaut. In der Fig. 2 und 3 sind die Verhältnisse bei Vollast bzw. hoher Drehzahl mit vollen Linien angedeutet. Es werden also beide Einlasskanäle 3,4 durchströmt. Handelt es sich dagegen um den unteren Drehzahlbereich bzw. wird mit Teillast gefahren, so schliessen die Membranzungen 6 und es gelangt der Frischgasstrom, wie mit strichpunktierte Pfeilen angedeutet, nur über den Einlasskanal 3 in den Brennraum 7.
Gemäss Fig. 4 sind im Zylinderkopf 1 nur ein Einlassventil 2 und ein zu diesem führender Einlass- kanal 4a vorgesehen. Das Membranzungenventil 5a weist nur eine Membranzunge 6a auf, die aus einer anschlagbegrenzten Ruhestellung (strichliert dargestellt) bei Vollast und hoher Drehzahl den Kanaiquerschnitt freigibt und sich an die eine Kanalwand anschmiegt (voll ausgezogene Stellung), bei niedriger Drehzahl und Teillast aber aus ihrer Ruhestellung nur teilweise ausschwenkt und so einen verringerten Kanalquerschnitt freigibt (strichpunktierte Schwenkstellung). Dieser freigegebene verringerte Kanalquerschnitt ist aber aussermittig angeordnet, so dass der Frischgasstrom gegen den Zylindermantel hin abgedrängt und die gewünschte Ladungsbewegung ebenfalls erreicht wird PATENTANSPRÜCHE :
1.
Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere Vergaser-Brennkraftmaschine, die im Einlass- system für das Frischgas in den Brennraum des oder der Zylinder (s) zur Steuerung vor dem Einlassventilbereich eine bzw. mehrere Membranzunge (n) wenigstens eines Zungen- ventils zur Sperre bzw. Drosselung des unmittelbaren Frischgasstromes in den Brennraum bei niedriger Drehzahl und Teillast im bzw. in den Einlasskanal bzw. -kanälen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranzunge (6a) bzw. -zungen (6) den Fnschgas- strom bei niedriger Drehzahl und Teillast zu einer gegen den Zylindermantel hin ausserhalb der zwischen den Einlassventilen (2) bzw. ausserhalb der durch die Achse des nur einen
Einlassventils (2) verlaufenden Mittelebene liegenden Einmündung in den Brennraum (7) umleitet und/oder abdrängt bzw. umleiten und/oder abdrängen.
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The invention relates to a four - stroke internal combustion engine, in particular a carburettor internal combustion engine, which, in the inlet system for the fresh gas into the combustion chamber of the cylinder (s) for control in front of the inlet valve area, has one or more diaphragm tongues (s) for blocking or at least one tongue valve Throttling the direct fresh gas flow into the combustion chamber at low speed and partial load in or in the inlet channel or channels.
Since the speed and throttle valve position of carburettor internal combustion engines determine the gas throughput through the intake valves, a low flow speed and part load result in a comparatively low flow rate that is dependent on the gas throughput, but which is correspondingly high in view of a good mixture formation even at low speed and part load Due to the reduced flow rate at low speed and partial load, an unfavorable mixture formation is to be expected, which has an effect on fuel consumption and exhaust gas emissions.
So that the different charge conditions in the full and part-load range can be better addressed when two intake valves are provided per cylinder, it is known (DE 34 00 926 A1) that the smaller intake valve designed for the full-load range is longer than the larger intake valve for the part-load range to open. Since these inlet valves connected to a common inlet channel can cause a part of the charge from the cylinder to flow back into the inlet channel through this inlet valve at low speeds in the partial load range due to the longer opening time of the valve for the full load range, the inlet channel becomes the inlet valve a check valve is used for the full load, which prevents the backflow of part of the charge.
Although the charge of the cylinders can be improved, the disadvantages with regard to the flow conditions at low speed and part load remain, because the gas flow is divided equally between the two inlet valves at full load and at part load.
In order to increase the flow rate of the gas flowing to an inlet valve of an internal combustion engine, it is known (DE 34 17 553 A1) to assign two inlet lines with different flow cross sections to the inlet valve, so that only the inlet line with the smaller flow cross section is used in the partial load range. While the inlet line with the larger cross section is only switched on with increasing load, these measures considerably increase the effort, especially since a carburetor with a throttle valve must be assigned to each inlet line.
The invention is therefore based on the object of designing a four-stroke internal combustion engine, in particular a carburetor internal combustion engine, of the type described at the outset in such a way that the flow rate of the gas flowing through the intake valve or the intake valves can be increased at low speed and partial load with comparatively simple means to reduce both fuel consumption and exhaust emissions.
The invention achieves the stated object in that the diaphragm tongue or tongues direct the fresh gas flow at low speed and partial load towards the cylinder jacket outside the junction in the middle between the intake valves and outside the central plane through the axis of the only one intake valve Redirects and / or pushes the combustion chamber or redirects and / or pushes it out.
The diaphragm tongue or tongues is or are so coordinated and / or arranged that in the lower speed and load range the pressure difference in the intake system is not sufficient to release the direct flow of the purging gas into the combustion chamber. The fresh gas flow therefore essentially only reaches the bypass for the confluence with the combustion chamber, which is arranged off-center. As a result, an increased charge movement is achieved in each case with fresh cylinder charging, which results in a reduction in the fuel quantity and the pollutant emissions.
In addition, the speed of the fresh air gas column increases because of the reduced free flow cross section resulting from the diversion, which further promotes the mixture formation due to increased turbulence in the combustion chamber and leads to better filling due to the reloading effect due to the greater inertia of the gas column.
At higher speeds or higher loads, however, the increasing flow resistance in the diversion results in an increased pressure difference on the diaphragm tongue (s), which thereby reach their open position. The fresh gas thus flows in through all of the openings of the inlet system in the combustion chamber, thus providing the desired mass throughput
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is achieved.
A particularly favorable construction of the intake system according to the invention is achieved if, when at least two intake valves are arranged for the or each cylinder in a manner known per se, one or at least one intake duct opening into the combustion chamber outside the central plane between the intake valves is provided, and if this one forms an open channel through which the switch valve control flows.
However, a desired charge movement can also be achieved in that at least one reed valve is designed with two diaphragm tongues of different resilient flexibility, which also enables an asymmetrical flow profile of the fresh gas flow to be achieved.
Finally, the invention can also be used if the or each cylinder has only one inlet valve and an inlet duct leading to it, in such a way that in the inlet duct a valve that crosses the inlet duct in the rest position, at high speed and full load, with the release of the Channel cross-section clinging to a channel wall and opening an eccentric reduced channel cross-section at low speed and partial load is provided.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment, and that each shows in schematic section FIGS. 1 and 2 the parts of a cylinder head of a four-stroke internal combustion engine essential to the invention in the region of an open and an intake port provided with a reed valve, FIG. 3 the corresponding Parts with a different cut and Fig. 4 an embodiment with only one inlet valve.
In the cylinder head 1 of a four-stroke internal combustion engine with two intake valves 2, an intake port 3 leads to the valve 2, which can be flowed through openly or continuously. In contrast, a diaphragm tongue valve 5 is installed in the second inlet duct 4. 2 and 3, the conditions at full load or high speed are indicated with full lines. It flows through both inlet channels 3, 4. If, on the other hand, it is the lower speed range or if the engine is operated at partial load, the diaphragm tongues 6 close and the fresh gas flow, as indicated by dash-dotted arrows, only enters the combustion chamber 7 via the inlet duct 3.
According to FIG. 4, only one intake valve 2 and an intake duct 4a leading to it are provided in the cylinder head 1. The diaphragm tongue valve 5a has only one diaphragm tongue 6a, which from a stop-limited rest position (shown in dashed lines) releases the canal section at full load and high speed and clings to the channel wall (fully extended position), but only from its rest position at low speed and part load partially swings out and thus releases a reduced channel cross-section (dash-dotted swivel position). This released reduced channel cross-section is arranged off-center, so that the fresh gas flow is pushed against the cylinder jacket and the desired charge movement is also achieved.
1.
Four-stroke internal combustion engine, in particular a carburetor internal combustion engine, which in the inlet system for the fresh gas into the combustion chamber of the cylinder (s) for control in front of the inlet valve area one or more diaphragm tongues (s) of at least one tongue valve for blocking or throttling of the direct fresh gas flow into the combustion chamber at low speed and partial load in or in the inlet duct or ducts, characterized in that the diaphragm tongue (6a) or tongues (6) converts the purge gas flow at low speed and partial load into one against the cylinder jacket outside that between the inlet valves (2) or outside that through the axis of only one
Inlet valve (2) running median plane redirecting and / or pushing or diverting and / or pushing away into the combustion chamber (7).