CH377584A - Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor - Google Patents

Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor

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CH377584A
CH377584A CH7123859A CH7123859A CH377584A CH 377584 A CH377584 A CH 377584A CH 7123859 A CH7123859 A CH 7123859A CH 7123859 A CH7123859 A CH 7123859A CH 377584 A CH377584 A CH 377584A
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Description


  Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen  Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, durch dessen  angenähert     tangentiale        Ausmündung    an die Zylinder  wand ein Kreisen der angesaugten Verbrennungsluft  im Zylinder bewirkt wird.  



  Derartige Saugkanäle sind bereits bekannt. Saug  kanäle, welche ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z. B.  Schirmventile, ein möglichst intensives Kreisen der  angesaugten Luft im Zylinder bewirken sollen, müs  sen ein möglichst grosses Wirbelmoment hervorrufen,  d. h. das arithmetische Produkt aus der Luftgeschwin  digkeit an einem Punkt des Wirbels und dem Abstand  dieses Punktes von der Zylinderachse muss     möglichst          gross    sein.  



       Ausschlaggebend    für die Erzeugung einer inten  siven Luftrotation im Zylinder ist also das Produkt  dieser beiden Grössen und die weitere Vergrösserung  dieses Produktes ist das Ziel der     vorliegenden    Erfin  dung.  



  Es sind bereits mannigfaltige Massnahmen be  kannt, um die beiden Produktfaktoren des Wirbel  momentes unabhängig     voneinander    zu vergrössern.  Um z. B. die     Luftgeschwindigkeit    zu erhöhen, wird  dem Saugkanal oftmals die Form eines     Venturirohres     gegeben, und zwar entweder der Höhe oder der Breite.  nach. Hierbei kann der Saugkanal verschiedene For  men des lichten Querschnittes aufweisen, vom hohen  Rechteck bis zur flachen Ellipse. Der Saugkanal wird  dann im allgemeinen so angeordnet, dass er in seinem  Grundriss     tangential    zur Zylinderwand, d. h. senkrecht  zur Verbindungslinie zwischen der     Saugventilachse     und der Zylinderachse, in den Zylinder ausmündet.

    Zur Verbesserung der     Saugkanalausmündung    in den  Zylinder, d. h. zur     Verminderung    der in ihr herr  schenden Strömungswiderstände, welche vor allem  durch die Krümmung der Luftstromlinien im Ven  tilsitz hervorgerufen werden, lässt man die obere Wan-         dung    des Saugkanals möglichst unter dem gleichen  Winkel, welchen die Ventilsitzfläche mit der inneren  Wandfläche des Zylinderkopfes bildet, in den Ventil  sitz übergehen, während die untere Wandung des  Saugkanals mit der     Ventilsitzebene    einen Winkel klei  ner als 90  einschliesst.  



  Ein anderes Mittel zur     Verminderung    der Strö  mungswiderstände in der     Saugkanalausmündung    ist  eine einseitige,     kegelförmige        Ausnehmung    des     Zylin-          derkopfbodens    rings um einen Teil des     Ventilsitz-          umfanges.    Diese     Ausnehmung    hat die Form einer  Mondsichel und wird in Richtung der     Lufteinströ-          mung,    d. h.

   in Richtung der     Saugkanalverlängerung,     aus dem     Zylinderkopfboden    als     Kegelfläche    heraus  gearbeitet.  



  Alle diese Massnahmen, welche bezwecken, die  Einströmung der angesaugten Luft in den     Zylinder          tangential    zur Zylinderwand auszurichten, haben das  gemeinsam, dass der lichte     Durchflussquerschnitt    des  Saugkanals an der Stelle, wo der Saugkanal in den       Saugventilsitz    übergeht, zur Achse des Saugventils  symmetrisch angeordnet ist.  



  Die zuvor beschriebenen, bereits bekannten Mass  nahmen zur     Erzeugung    einer Luftrotation im Zylinder  von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmoto  ren, erzielen jedoch noch nicht eine so intensive krei  sende Bewegung der Luft im Zylinder, wie es wün  schenswert ist. Der vorliegenden     Erfindung    liegt daher  die Aufgabe zugrunde, einen Saugkanal in einem Ver  brennungsmotor, insbesondere     Dieselmotor,    zu schaf  fen, mit dessen     Hilfe    eine wesentlich intensivere Luft  rotation im Zylinder erreicht wird als mit den bisher  bekannten Saugkanälen.  



  Demgemäss betrifft die Erfindung einen Saugkanal  in einem Verbrennungsmotor, durch dessen ange  nähert     tangentiale        Ausmündung    an die Zylinderwand  ein Kreisen der angesaugten Luft im Zylinder bewirkt      wird, welcher sich dadurch auszeichnet, dass in einem  Querschnitt durch den Saugkanal knapp vor seiner  Einmündung in den Ventilsitz ein annähernd ebener  Teil der unteren Wandung des Saugkanals gegenüber  der Achse des Saugventils geneigt ist und der Umriss  des lichten     Durchströmquerschnittes    in der Ventil  sitzebene des Saugventils auf der inneren, der Zylin  derachse zugekehrten Seite der Achse des Saugventils  vom annähernd ebenen Teil der unteren Wandung  des Saugkanals teilweise überdeckt ist.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  Saugkanals gemäss der Erfindung schematisch darge  stellt. Es zeigen:       Fig.    1 einen. Saugkanal im Längsschnitt nach der  Linie     I-I    der     Fig.    3,       Fig.    2 den Saugkanal der     Fig.    1 im Querschnitt  nach der Linie II-11 der     Fig.    1 und       Fig.    3 den Saugkanal der     Fig.    1 im Querschnitt  nach der Linie 111-111 der     Fig.    1.  



  Aus der     Fig.    1. ist zu ersehen, dass die obere  Wandung 4 des Saugkanals in bekannter Weise mit  einem möglichst grossen     Krümmungshalbmesser    R in  den Ventilsitz 5 übergeht. Wenn der Neigungswinkel  a zwischen der     Saugventilachse    2 und der Mittellinie  1 des Saugkanals grösser ist als 45 , so unterstützt dies  nur den Füllungsgrad der Luftfüllung des in     Fig.    3  mit 6 bezeichneten und nur gestrichelt angedeuteten       Zylinders.    Die     Fig.    3 zeigt, dass vor allem die Saug  kanalseitenwand 9 nahezu     tangential    an die Wandung  des Zylinders 6 ausmünden muss.

   Aus der     Fig.    2 in  Verbindung mit der     Fig.    1 ist zu ersehen, dass die  untere Wandung des Saugkanals einen annähernd  ebenen Teil 3 aufweist, der im Schnitt     II-II    gegen  über der Achse 2 des Saugventils unter einem Winkel       ss    geneigt ist.

   Ferner ist im Schnitt nach     Fig.    2 ersicht  lich, dass der     Umriss    5 des lichten     Durchströmquer-          schnittes    in der     Ventilsitzebene    des Saugventils auf  der inneren, der Zylinderachse 7 zugekehrten Seite  der Achse 2 des Saugventils, d. h. rechts der Achse 2  von dem ebenen Teil 3 der unteren Wandung des  Saugkanals teilweise überdeckt ist, wie die gestrichelte  Linie 5 zeigt. Auf der äusseren, der Zylinderwand zu  gekehrten Seite der Achse 2 des Saugventils ist die  Kanalwandung beinahe vollständig frei von Teilen,  die den Umriss des lichten     Durchströmquerschnittes    ab  decken.

   Dadurch wird erreicht, dass auf der der Zy  linderwand zugekehrten Seite des Ventilschaftes eine  grössere Luftmenge am     Saugventilschaft    vorbei in den  Zylinder einströmt als auf der entgegengesetzten Seite  des Ventilschaftes, d. h. auf der Seite zur Zylinder  achse 7 hin, was im folgenden näher erläutert wird.

    Auf der der Zylinderachse 7 zugekehrten Seite des  Ventilschaftes strömt, bei gleichem Unterdruck im  Zylinder 6, eine geringere Luftmenge ein, weil, bei  gleicher Krümmung der oberen     Saugkanalwandung,     die Luft infolge der Neigung des Teiles 3 der unteren  Wandung des Saugkanals gezwungen ist, auf dem  Wege zum lichten     Durchflussquerschnitt    in der Ventil  sitzebene hin ihre Bewegungsrichtung zu ändern, so  dass die Luft hier unter einem erhöhten Strömungs-    widerstand in den Zylinder einströmt.

   Demgegenüber  bietet der Kanal auf der der Zylinderwand zugekehr  ten Seite des Ventilschaftes der in den Zylinder ein  strömenden Luft einen geradlinigen, verlustlosen  Durchtritt durch den lichten Querschnitt in der     Ven-          tilsitzebene    des offenen Saugventils. Zur Erzielung  möglichst geringer Strömungsverluste muss nämlich  der lichte     Durchströmquerschnitt    in der Ventilsitz  ebene des Saugventils grundsätzlich mit dem Umriss  der Wandung des Saugkanals beim Übergang in den  Ventilsitz zusammenfallen.

   Trifft dies nicht zu, dann       erfolgt    ein Anprall des Luftstromes an der Wandung  des Überganges des Saugkanals in den Ventilsitz, was  eine Abbiegung der Stromlinien der einströmenden  Luft aus der gewünschten Richtung und damit eine  Drosselung des Lufteintrittes zur Folge hat. Da der  untere     Wandungsteil    3 des Saugkanals zur Achse 2  des Saugventils geneigt ist (vergleiche     Fig.    2), ergibt  sich, dass der lichte     Durchflussquerschnitt    im Über  gang des Saugkanals in den Ventilsitz zur Achse 2  des Saugventils nicht mehr, wie bisher, symmetrisch  angeordnet ist.

   Es zeigt sich vielmehr, dass derjenige  Teil des lichten     Durchflussquerschnittes    im Ventilsitz  neben der Achse 2 des Saugventils, welcher sich auf  der Seite der Zylinderachse 7 befindet, kleiner ist als  derjenige Teil des lichten     Durchflussquerschnittes,     welcher der Zylinderwand zugekehrt ist. Gleichwohl  können aber beide Querschnittsteile des Saugkanals  im Schnitte     11-1I    (vergleiche     Fig.    2) zu beiden Seiten  der Achse 2 des Saugventils untereinander gleiche Ab  solutwerte der zugehörigen     Querschnittsflächen    auf  weisen.  



  Durch die in     Fig.    2 deutlich erkennbare teilweise  Abdeckung des lichten     Durchströmquerschnittes    in  der     Ventilsitzebene    des Saugventils auf der inneren,  der Zylinderachse 7 zugekehrten Seite wird also er  reicht, dass ein grösserer Teil des angesaugten Luft  volumens auf der äusseren, der Zylinderwand zuge  kehrten Seite der Achse 2 des Saugventils in den  Zylinder 6 einströmt. Infolgedessen ist aber hier das  vom Saugkanal hervorgerufene Wirbelmoment grösser  als bei dem konventionellen, symmetrischen Saug  kanalquerschnitt, bei welchem die Luft gleichmässig  über den ganzen     Saugkanalquerschnitt    in den Zylin  der einströmt.

   Wenn aber, was hier also zutrifft, das  Wirbelmoment grösser ist, dann ist auch, wie eingangs  erläutert wurde, die kreisende Bewegung der Luft im  Zylinder entsprechend intensiver.  



  Der spitze Ergänzungswinkel     90-ss,    welcher in       Fig.2    die Neigung des flachen Teiles der unteren  Wandung 3 des Saugkanals gegenüber der Ebene des  Ventilsitzes des Saugventils bestimmt, ist also nach  dem Vorgesagten zur Zylinderachse 7 hin offen und  in üblicher Weise kleiner als 45 , stets aber grösser  als 0 .  



  Aus     Fig.    3 ist noch zu ersehen, dass die Mittel  linie 1 des Saugkanals gegenüber einer gedachten,  durch die Achse 2 des Saugventils gelegten und zur  Mittellinie 1 des Saugkanals parallelen Ebene ver  setzt sein kann, und zwar so, dass die in bezug auf      den Zylinder innere, seitliche Wandung 8 des Saug  kanals von dieser Ebene weiter entfernt ist als die  äussere, seitliche Wandung 9 des Saugkanals. Bei einer  solchen Versetzung der Mittellinie 1 des Saugkanals  ergibt sich gemäss     Fig.    3 die konstruktive Massnahme,  die Seitenwandung 8 des Saugkanals mit einem klei  neren Halbmesser r stetig und stufenlos in den Ventil  sitz 5 (vergleiche     Fig.    1) übergehen zu lassen.  



  Durch eine solche Versetzung der     Mittellinie    1  des Saugkanals gegenüber der Achse 2 des Saugventil  schaftes wird die oben ausführlich beschriebene Wir  kung der Neigung eines Teiles 3 der unteren Kanal  wandung zur     Ventilsitzebene    nur noch unterstützt.  Dazu wird der Übergang der Seitenwandung 8 des  Saugkanals in dessen obere Wandung und in den  Ventilsitz gemäss     Fig.    3 mit dem     Krümmungshalb-          messer    r nahezu spiralförmig ausgebildet. Hierdurch  wird derjenige Teil des angesaugten Luftvolumens,  welcher längs der Seitenwandung 8 des Saugkanals  durch den Saugkanal strömt, gegen die Zylinderwan  dung 6 gedrückt, was die Kreisbewegung der Luft  im Zylinder nur noch unterstützt.

   Auch hierdurch  wird also das Wirbelmoment weiterhin vergrössert.  



  Durch die besondere, unsymmetrische Ausbildung  des Saugkanals im Verein mit der unsymmetrischen  Lage desselben zur     Saugventilachse    wird eine sehr  intensive Rotationsbewegung der angesaugten Ver  brennungsluft im Zylinder gewährleistet.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, durch dessen angenähert tangentiale Ausmündung an die Zylinderwand ein Kreisen der angesaugten Verbren nungsluft im Zylinder bewirkt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass in einem Querschnitt durch den Saug kanal knapp vor seiner Einmündung in den Ventil sitz- ein annähernd ebener Teil (3) der unteren Wan- dug des Saugkanals gegenüber der Achse (2) des Saugventils geneigt ist und der Umriss (5) des lichten Durchströmquerschnittes in der Ventilsitzebene des Saugventils auf der inneren, der Zylinderachse (7) zugekehrten Seite der Achse (2)
    des Saugventils vom annähernd ebenen Teil (3) der unteren Wandung des Saugkanals teilweise überdeckt ist. UNTERANSPRUCH Saugkanal nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittellinie (1) des Saugkanals ge genüber einer durch die Achse (2) des Saugventils gehenden und zur Mittellinie (1) des Saugkanals par allelen Ebene so versetzt ist, dass in einem zu dieser Ebene senkrechten die genannte Mittellinie (1) ent haltenden Schnitt (Fig. 3) die in bezug auf den Zylin der innere, seitliche Wandung (8) des Saugkanals von dieser Ebene weiter entfernt ist als die äussere, seit liche Wandung (9) des Saugkanals.
CH7123859A 1958-03-25 1959-03-25 Saugkanal in einem Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor CH377584A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1940806A1 (de) * 1968-08-13 1970-08-13 Nissan Diesel Motor Co Einstroemdurchlass fuer Verbrennungsmotor
EP0554235A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-04 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zumindest einem Ein- und Auslassventil je Zylinder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1940806A1 (de) * 1968-08-13 1970-08-13 Nissan Diesel Motor Co Einstroemdurchlass fuer Verbrennungsmotor
EP0554235A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-04 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Zweitakt-Brennkraftmaschine mit zumindest einem Ein- und Auslassventil je Zylinder

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