DE102008026728A1 - Brennkraftmaschine mit Einlass- und Auslasskanälen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, mit einem Zylinderkopf und wenigstens zwei Arbeitszylindern, wobei in dem Zylinderkopf (10) zu jeweils einem Arbeitszylinder wenigstens ein Einlasskanal (12) und wenigstens ein Auslasskanal ausgebildet sind. Hierbei weisen wenigstens zwei Einlasskanäle (12) und/oder zwei Auslasskanäle verschiedener Arbeitszylinder eine unterschiedliche dreidimensionale geometrische Form auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, mit einem Zylinderkopf und wenigstens zwei Arbeitszylindern, wobei in dem Zylinderkopf zu jeweils einem Arbeitszylinder wenigstens ein Einlasskanal und wenigstens ein Auslasskanal ausgebildet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Abgasemission und Kraftstoffverbrauch werden über die Einlasskanäle des Zylinderkopfes bestimmt. Wichtige Kriterien der Kanalgüte sind Drall und Durchfluss. Drall und Durchfluss müssen möglichst gleichmäßig für alle Zylinder eingestellt werden. Dies erfolgt in der Regel über das Saugrohr, was diese Aufgabe jedoch nicht vollständig erfüllen kann. Dies ist bedingt durch Bauraumbeschränkungen für das Saugrohr.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Drall und Durchfluss bei Zylinderköpfen gleichmäßig auf die einzelnen Arbeitszylinder abzustimmen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens zwei Einlasskanäle und/oder zwei Auslasskanäle verschiedener Arbeitszylinder eine unterschiedliche dreidimensionale geometrische Form aufweisen.
  • Dies hat den Vorteil, dass durch die zylinderindividuelle dreidimensionale geometrische Form der Einlasskanäle ein Drall und ein Durchfluss für jeden einzelnen Arbeitszylinder individuell einstellbar ist. Ferner ist durch die zylinderindividuelle geometrische, dreidimensionale Form der Auslasskanäle ein abgasseitiger Durchfluss für jeden einzelnen Arbeitszylinder individuell einstellbar.
  • Zweckmäßigerweise weisen alle Einlasskanäle und/oder alle Auslasskanäle des Zylinderkopfes eine unterschiedliche dreidimensionale geometrische Form auf.
  • Eine weitere zylinderindividuelle Anpassung der Strömungsverhältnisse erzielt man dadurch, dass jedem Einlasskanal ein Einlassventil zugeordnet ist, welches in geschlossenem Zustand an einem Ventilsitz anschlägt, wobei der Ventilsitz mit einer Ventilsitzdrallfase ausgebildet ist und die Ventilsitzdrallfasen von wenigstens zwei Ventilsitzen von Einlasskanälen unterschiedlicher Arbeitszylinder unterschiedlich ausgebildet sind.
  • Zweckmäßigerweise sind die Ventilsitzdrallfasen von allen Ventilsitzen der Einlasskanäle des Zylinderkopfes unterschiedlich ausgebildet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinderkopfes einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
  • Die in der einzigen 1 dargestellte, beispielhafte Ausführungsform eines Zylinderkopfes 10 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine schließt nicht dargestellte Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine ab und umfasst mehrere Einlasskanäle 12. Jedem Arbeitszylinder ist wenigstens ein Einlasskanal zugeordnet. Jedem Einlasskanal ist wenigstens ein Einlassventil zugeordnet, welches in geschlossenem Zustand an einem Ventilsitz (nicht dargestellt) anschlägt, welcher am Zylinderkopf ausgebildet ist. Jeder Ventilsitz ist mit einer Sitzdrallfase ausgebildet.
  • Jeder Einlasskanal 12 ist in seiner dreidimensionalen, geometrischen Form unterschiedlich ausgebildet. Zwar sind in der einzigen Figur lediglich Einlasskanäle mit unterschiedlicher dreidimensionaler, geometrischer Form dargestellt, jedoch gilt dies und auch die Nachfolgende Beschreibung analog auch für im Zylinderkopf 10 ausgebildete Auslasskanäle.
  • Zur Verbesserung der Gleichverteilung von Drall und Durchfluss auf die verschiedenen Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine sind die dreidimensionale Kanalform und die Kanallage der Einlassventile individuell für jeden Arbeitszylinder ausgestaltet. Durch entsprechende Variation der Z-Koordinate (Höhe) wird der Durchfluss ohne signifikante Dralländerung verbessert.
  • Weiterhin ist eine gezielte Bearbeitung der Sitzdrallfasen derart vorgesehen, dass wenigstens zwei, insbesondere alle Ventilsitze des Zylinderkopfes unterschiedliche Sitzdrallfasen aufweisen. Dadurch ist auch der durch die Sitzdrallfasen erzeugte Drall für jeden Arbeitszylinder individuell unterschiedlich eingestellt, so dass sich eine optimale Gleichverteilung des Dralls auf alle Arbeitszylinder ergibt.
  • Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes sind Einlasskerne individuell für jeden Arbeitszylinder geformt. Ebenso ist die Lage, d. h. die Auflage auf der Nullplatte der Kokille, unterschiedlich gewählt. Mittels einer mechanische Nachbearbeitung der Sitzdrallfase werden diese zylinderindividuell auf die Strömungsbedingungen der einzelnen Arbeitszylinder abgestimmt.
  • Insgesamt wird eine bessere Gleichverteilung der Strömung auf die verschiedenen Arbeitszylinder sowie eine Senkung von Schadstoffausstoß und CO2-Emissionen erzielt. Die Anpassung der Kanalform, Kanallage und/oder Sitzdrallfase jeweils unterschiedlich für die einzelnen Arbeitszylinder erfolgt derart, dass eine gleichmäßige Einstellung von Drall und Durchfluss erzielt wird.
    • 10
    Zylinderkopf
    12
    Einlasskanal

Claims (4)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Ottomotor oder Dieselmotor, mit einem Zylinderkopf und wenigstens zwei Arbeitszylindern, wobei in dem Zylinderkopf (10) zu jeweils einem Arbeitszylinder wenigstens ein Einlasskanal (12) und wenigstens ein Auslasskanal ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Einlasskanäle (12) und/oder zwei Auslasskanäle verschiedener Arbeitszylinder eine unterschiedliche dreidimensionale geometrische Form aufweisen.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Einlasskanäle (12) und/oder alle Auslasskanäle des Zylinderkopfes (10) eine unterschiedliche dreidimensionale geometrische Form aufweisen.
  3. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Einlasskanal (12) ein Einlassventil zugeordnet ist, welches in geschlossenem Zustand an einem Ventilsitz anschlägt, wobei der Ventilsitz mit einer Ventilsitzdrallfase ausgebildet ist und die Ventilsitzdrallfasen von wenigstens zwei Ventilsitzen von Einlasskanälen (12) unterschiedlicher Arbeitszylinder unterschiedlich ausgebildet sind.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzdrallfasen von allen Ventilsitzen der Einlasskanäle (12) des Zylinderkopfes (10) unterschiedlich ausgebildet sind.
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