DE102014000657B4 - Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine (1) mit wenigstens einem Zylinder (2) und zumindest einem dem Zylinder (2) zugeordneten Einlassgaswechselventil (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Zylinder (2) strömungstechnisch abgewandten Seite des Einlassgaswechselventils (5, 6) ein wenigstens bereichsweise verlagerbarer Einlasskanal (7, 8) mit dem Einlassgaswechselventil (5, 6) strömungsverbunden ist, wobei der verlagerbare Bereich des Einlasskanals (7, 8) zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verlagerbar ist, wobei die zweite Stellung bezüglich einer Längsmittelachse (15) des Zylinders (2) oder eines Ventilschafts (16) des Einlassgaswechselventils (5, 6) eine von der ersten Stellung verschiedene Umfangsposition und/oder Radialposition aufweist.Internal combustion engine (1) having at least one cylinder (2) and at least one inlet gas exchange valve (5, 6) assigned to the cylinder (2), characterized in that on the side of the inlet gas exchange valve (5, 6) facing away from the cylinder (2), an at least partially displaceable inlet channel (7, 8) with the inlet gas exchange valve (5, 6) is fluidly connected, wherein the displaceable portion of the inlet channel (7, 8) is displaceable at least between a first position and a second position, wherein the second position with respect to a longitudinal central axis ( 15) of the cylinder (2) or a valve stem (16) of the inlet gas exchange valve (5, 6) has a circumferential position different from the first position and / or radial position.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder und zumindest einem dem Zylinder zugeordneten Einlassgaswechselventil. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine having at least one cylinder and at least one inlet gas exchange valve assigned to the cylinder. The invention further relates to a method for operating an internal combustion engine.
Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise als Dieselbrennkraftmaschine oder als Ottobrennkraftmaschine ausgestaltet sein. Sie weist den wenigstens einen Zylinder und das Einlassgaswechselventil auf, durch welches ein Fluid in den Zylinder hineingelangen beziehungsweise diesem zugeführt werden kann. Das Fluid ist beispielsweise Luft, insbesondere Frischluft, oder alternativ ein Kraftstoff-Luft-Gemisch. Es kann auch vorgesehen sein, dass dem Zylinder durch das Einlassgaswechselventil zeitweise Luft und zeitweise das Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird. Das Einlassgaswechselventil dient dem Einstellen eines bestimmten Strömungsquerschnitts, insbesondere zwischen einem stromaufwärts des Einlassgaswechselventils vorliegenden Einlasskanal und dem stromabwärts des Einlassgaswechselventils angeordneten Zylinder. Das Einlassgaswechselventil liegt insoweit strömungstechnisch zwischen dem Einlasskanal und dem Zylinder vor. Vorzugsweise ist der Einlasskanal derart gestaltet, dass sich in einem Nennleistungsbetriebspunkt der Brennkraftmaschine eine bestimmte Verwirbelung des Fluids, beispielsweise ein bestimmter Drall, einstellt.The internal combustion engine can be designed, for example, as a diesel internal combustion engine or as an Otto internal combustion engine. It has the at least one cylinder and the inlet gas exchange valve, through which a fluid can get into or be supplied to the cylinder. The fluid is for example air, in particular fresh air, or alternatively a fuel-air mixture. It can also be provided that the cylinder is supplied through the inlet gas exchange valve temporarily air and temporarily the fuel-air mixture. The inlet gas exchange valve serves to set a specific flow cross section, in particular between an inlet channel present upstream of the inlet gas exchange valve and the cylinder arranged downstream of the inlet gas exchange valve. The inlet gas exchange valve is so far fluidically between the inlet channel and the cylinder. Preferably, the inlet channel is designed such that at a nominal power operating point of the internal combustion engine, a certain turbulence of the fluid, for example, a certain twist sets.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass in dem Einlasskanal eine Drallklappe und/oder eine Tumbleklappe angeordnet ist, um einen Wirbel mit einer bestimmten Ausrichtung des in den Zylinder eingebrachten Fluids sicherzustellen. Die Drallklappe und/oder die Tumbleklappe dienen dem Einstellen des Durchströmungsquerschnitts des Einlasskanals. Im Falle der Drallklappe ist der Einlasskanal beispielsweise derart ausgestaltet, dass in dem Zylinder ein Wirbel um eine Längsmittelachse des Zylinders erzeugt wird, das Fluid also mit einem bestimmten Drall beaufschlagt wird, sodass die Drehachse des Wirbels der Längsmittelachse entspricht oder parallel zu dieser verläuft. Für die Tumbleklappe ist dagegen der Einlasskanal insbesondere so ausgelegt, dass ein Wirbel in dem Zylinder erzeugt wird, dessen Drehachse senkrecht auf der Längsmittelachse steht.It can also be provided that in the inlet channel a swirl flap and / or a Tumbleklappe is arranged to ensure a vortex with a certain orientation of the introduced into the cylinder fluid. The swirl flap and / or the Tumbleklappe serve to adjust the flow cross-section of the inlet channel. In the case of the swirl flap, the inlet channel is configured, for example, such that a swirl is generated in the cylinder about a longitudinal center axis of the cylinder, ie, the fluid is acted upon by a specific swirl, so that the axis of rotation of the swirl corresponds to or runs parallel to the longitudinal central axis. For the Tumbleklappe, however, the inlet channel is in particular designed so that a vortex is generated in the cylinder whose axis of rotation is perpendicular to the longitudinal central axis.
Der Zylinder der Brennkraftmaschine beziehungsweise die mehreren Zylinder der Brennkraftmaschine können beispielsweise jeweils mehrere Einlasskanäle aufweisen, wobei jedem der Einlasskanäle wenigstens ein Einlassgaswechselventil zugeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine ist einer der Einlasskanäle des Zylinders beispielsweise als Füllkanal und ein anderer der Einlasskanäle als Tangentialkanal ausgestaltet. Der. Tangentialkanal mündet bevorzugt derart in den entsprechenden Zylinder ein, dass durch ihn einströmendes Fluid tangential in den Zylinder eintritt, sodass eine Drallbewegung des einströmenden Fluids realisiert ist. Bei Teillast und/oder kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine kann es vorgesehen sein, den Füllkanal wenigstens teilweise zu verschließen, sodass das Fluid bevorzugt durch den Tangentialkanal in den Zylinder einströmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung tritt jedoch an der Drallklappe ein Druckverlust auf, welcher die Füllung des Zylinders nachteilig beeinflusst. Dies führt zu einer Erhöhung des Verbrauchs.The cylinder of the internal combustion engine or the plurality of cylinders of the internal combustion engine, for example, each have a plurality of inlet channels, wherein each of the inlet channels is assigned at least one inlet gas exchange valve. In such an embodiment of the internal combustion engine, one of the inlet channels of the cylinder is designed, for example, as a filling channel and another of the inlet channels as a tangential channel. Of the. Tangentialkanal preferably opens into the corresponding cylinder such that fluid flowing through it enters the cylinder tangentially, so that a swirling movement of the inflowing fluid is realized. At partial load and / or low rotational speeds of the internal combustion engine, it may be provided to close the filling channel at least partially, so that the fluid preferably flows through the tangential channel into the cylinder. In such a configuration, however, a pressure loss occurs at the swirl flap, which adversely affects the filling of the cylinder. This leads to an increase in consumption.
Wie bereits erläutert kann die Brennkraftmaschine beispielsweise als Ottobrennkraftmaschine oder als Dieselbrennkraftmaschine vorliegen. In ersterem Fall können Strömungsablösungen an der Tumbleklappe eine gebündelte Führung des Fluids erschweren. Dies wirkt sich zum Beispiel nachteilig auf die Gemischbildung und die Verbrennung aus.As already explained, the internal combustion engine can be present, for example, as an Otto internal combustion engine or as a diesel internal combustion engine. In the former case, flow separations on the tumble flap can make pooled guidance of the fluid difficult. This, for example, adversely affects the mixture formation and the combustion.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Brennkraftmaschinen Vorteile aufweist, insbesondere ein optimales. Einbringen des Fluids in den Zylinder, insbesondere das Einstellen einer gewünschten Ladungsbewegung in dem Zylinder, ermöglicht.It is an object of the invention to propose an internal combustion engine, which has advantages over known internal combustion engines, in particular an optimal. Introducing the fluid into the cylinder, in particular the setting of a desired charge movement in the cylinder allows.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass auf der dem Zylinder strömungstechnisch abgewandten Seite des Einlassgaswechselventils ein wenigstens bereichsweise verlagerbarer Einlasskanal mit dem Einlassgaswechselventil strömungsverbunden ist, wobei der verlagerbare Bereich des Einlasskanals zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verlagerbar ist, wobei die zweite Stellung bezüglich einer Längsmittelachse des Zylinders oder eines Ventilschafts des Einlassgaswechselventils eine von der ersten Stellung verschiedene Umfangsposition und/oder Radialposition aufweist.This is inventively achieved with an internal combustion engine with the features of claim 1. It is provided that on the cylinder side facing away from the fluid side of the intake gas exchange valve, an at least partially displaceable inlet port is fluidly connected to the intake gas exchange valve, wherein the displaceable region of the intake port is displaceable at least between a first position and a second position, wherein the second position with respect to a longitudinal central axis of the cylinder or a valve stem of the intake gas exchange valve has a different from the first position circumferential position and / or radial position.
Wie bereits vorstehend erläutert, ist also der Einlasskanal über das Einlassgaswechselventil mit dem Zylinder strömungsverbunden beziehungsweise strömungsverbindbar. Anders ausgedrückt liegt in der Strömungsverbindung zwischen dem Einlasskanal und dem Zylinder das Einlassgaswechselventil vor, mittels welchem der Durchströmungsquerschnitt zwischen dem Einlasskanal und dem Zylinder einstellbar ist. Der Einlasskanal ist nun wenigstens bereichsweise verlagerbar, insbesondere vollständig verlagerbar. Der verlagerbare Bereich des Einlasskanals beziehungsweise der gesamte Einlasskanal soll dabei zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verlagerbar sein, welche sich zumindest hinsichtlich ihrer Umfangspositionen und/oder Radialpositionen unterscheiden. Zusätzlich oder alternativ können sich die beiden Stellungen selbstverständlich hinsichtlich der Axialposition unterscheiden.As already explained above, the inlet channel is thus flow-connected or fluid-connectable to the cylinder via the inlet gas exchange valve. In other words, in the flow connection between the inlet channel and the cylinder, the inlet gas exchange valve is provided, by means of which the flow cross-section between the inlet channel and the cylinder is adjustable. The inlet channel is now at least partially displaced, in particular completely displaceable. The displaceable region of the inlet channel or the entire inlet channel is intended to be displaceable between the first position and the second position, which differ at least with respect to their circumferential positions and / or radial positions. Additionally or alternatively, the two positions may of course differ with respect to the axial position.
Besonders bevorzugt weist der Einlasskanal eine dem Zylinder beziehungsweise dem Einlassgaswechselventil abgewandte Einströmöffnung auf, durch welche das Fluid in den Einlasskanal einströmen kann. Beispielsweise ist es nun vorgesehen, dass die Einströmöffnung in der ersten Stellung hinsichtlich ihrer Umfangsposition und/oder Radialposition anders angeordnet ist als in der zweiten Stellung. Anders ausgedrückt liegt die erste Öffnung in der ersten Stellung des Einlasskanals in einer ersten Stellung und in der zweiten Stellung des Einlasskanals in einer zweiten Stellung vor. Die beiden Stellungen der Einströmöffnung sollen sich nun ebenfalls hinsichtlich der Umfangsposition und/oder der Radialposition unterscheiden. Alternativ kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Einströmöffnung in der ersten Stellung genauso angeordnet ist wie in der zweiten Stellung, insoweit also ortsfest vorliegt. In diesem Fall ist die Einströmöffnung insbesondere nicht Teil des verlagerbaren Bereichs des Einlasskanals.Particularly preferably, the inlet channel has an inlet opening facing away from the cylinder or the inlet gas exchange valve, through which the fluid can flow into the inlet channel. For example, it is now provided that the inflow opening is arranged differently in the first position with respect to its circumferential position and / or radial position than in the second position. In other words, the first port is in a first position in the first position of the intake port and in a second position in the second position of the intake port. The two positions of the inflow opening should now also differ with respect to the circumferential position and / or the radial position. Alternatively, it can of course also be provided that the inflow opening is arranged in the first position in the same way as in the second position, so far as it is stationary. In this case, in particular, the inflow opening is not part of the displaceable area of the inlet channel.
Der Einlasskanal ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass das durch ihn in den Zylinder eingebrachte Fluid in der ersten Stellung andere Strömungseigenschaften aufweist als in der zweiten Stellung. Unter den Strömungseigenschaften sind beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit und/oder die Strömungsrichtung, bevorzugt also der Strömungsvektor, zu verstehen. Beispielsweise kann also durch eine Verlagerung des Einlasskanals zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung beziehungsweise umgekehrt der Drall des in den Zylinder einströmenden Fluids unterschiedlich gewählt werden.The inlet channel is preferably designed such that the fluid introduced through it into the cylinder has different flow properties in the first position than in the second position. The flow properties are, for example, the flow velocity and / or the flow direction, preferably the flow vector. For example, by a displacement of the inlet channel between the first position and the second position or vice versa, the swirl of the fluid flowing into the cylinder can be chosen differently.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Einlasskanal eine gerade Längsmittelachse aufweist. Die Längsmittelachse beschreibt im Querschnitt gesehen den Verlauf des Mittelpunkts des Einlasskanals über die Längserstreckung des Einlasskanals. Während selbstverständlich die Längsmittelachse grundsätzlich einen beliebigen Verlauf aufweisen, also auch über wenigstens eine Krümmung verfügen kann, ist sie bevorzugt gerade ausgestaltet, sodass entsprechend der Einlasskanal gerade ist.A further embodiment of the invention provides that the inlet channel has a straight longitudinal central axis. The longitudinal center axis describes in cross-section the course of the center point of the inlet channel over the longitudinal extent of the inlet channel. While, of course, the longitudinal central axis in principle have an arbitrary course, and thus can also have at least one curvature, it is preferably configured straight, so that the inlet channel is straight in accordance with.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Einlasskanal einen konstanten Durchmesser aufweist oder wenigstens bereichsweise konisch ist. In ersterem Fall ist also keine Veränderung des Durchmessers in axialer Richtung des Einlasskanals vorgesehen. In letzterem Fall liegt eine Aufweitung des Einlasskanals in die von dem Zylinder abgewandte Richtung vor. Besonders bevorzugt ist eine derartige konische Aufweitung des Einlasskanals an seinem dem Zylinder strömungstechnisch abgewandten Ende vorgesehen. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird der Strömungswiderstand des Einlasskanals auf das in ihn einströmende Fluid verringert. Beispielsweise weist der Einlasskanal zusätzlich oder alternativ an seinem Ende eine Düse auf, die beispielsweise trichterförmig beziehungsweise trompetenförmig ist. Das bedeutet vorzugsweise, dass der Einlasskanal auf seiner dem Zylinder strömungstechnisch abgewandten Seite seinen größten Strömungsquerschnitt aufweist, welcher sich zumindest bereichsweise in Richtung des Zylinders verringert.A preferred embodiment of the invention provides that the inlet channel has a constant diameter or at least partially conical. In the former case, therefore, no change in the diameter in the axial direction of the inlet channel is provided. In the latter case, there is a widening of the inlet channel in the direction away from the cylinder. Such a conical widening of the inlet channel is particularly preferably provided at its end facing away from the cylinder in terms of the flow. With such a configuration, the flow resistance of the inlet channel is reduced to the fluid flowing into it. For example, the inlet channel additionally or alternatively has at its end a nozzle, which is, for example, funnel-shaped or trumpet-shaped. This preferably means that the inlet channel has on its side facing away from the cylinder fluidically its largest flow cross-section, which is at least partially reduced in the direction of the cylinder.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Einlasskanal um wenigstens eine Achse schwenkbar ist. Beispielsweise entspricht die Achse der Längsmittelachse des Zylinders oder einer Längsmittelachse des Ventilschafts des Einlassgaswechselventils. Alternativ kann die Achse selbstverständlich auch eine auf einer der genannten Achsen senkrecht stehende Achse sein. Bevorzugt ist der Einlasskanal um mehrere Achsen, insbesondere unabhängig, schwenkbar, wobei diese beispielsweise gemäß den vorstehenden Definitionen ausgewählt sind.A development of the invention provides that the inlet channel is pivotable about at least one axis. For example, the axis corresponds to the longitudinal center axis of the cylinder or a longitudinal center axis of the valve stem of the intake gas exchange valve. Alternatively, the axis may of course also be an axis perpendicular to one of said axes. Preferably, the inlet channel is pivotable about a plurality of axes, in particular independently, wherein these are selected, for example, according to the above definitions.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Einlasskanal mit seiner dem Einlassgaswechselventil abgewandten Seite in eine Luftzuführkammer einmündet. Die Einströmöffnung des Einlasskanals ist also bevorzugt stets in der Luftzuführkammer angeordnet. Beispielsweise liegt der Einlasskanal größtenteils, insbesondere vollständig, in der Luftzuführkammer vor, insbesondere ist er in dieser verlagerbar. Die Luftzuführkammer dient dem Zuführen des Fluids für den Einlasskanal. Die Luftzuführkammer ist mithin über den Einlasskanal und das Einlassgaswechselventil mit dem Zylinder strömungsverbunden beziehungsweise strömungsverbindbar. Weist die Brennkraftmaschine mehrere Einlasskanäle auf, so münden vorzugsweise mehrere dieser Einlasskanäle, insbesondere alle der Einlasskanäle, in die Luftzuführkammer ein. Die Luftzuführkammer dient insoweit als Luftverteilkammer beziehungsweise als Luftberuhigungskammer für das Fluid, bevor dieses durch den Einlasskanal beziehungsweise die Einlasskanäle in Richtung des jeweiligen Einlassgaswechselventils strömt.A preferred embodiment of the invention provides that the inlet channel opens with its side facing away from the inlet gas exchange valve side in an air supply chamber. The inlet opening of the inlet channel is thus preferably always arranged in the air supply chamber. For example, the inlet channel is largely, in particular completely, in the air supply chamber, in particular it is displaceable in this. The air supply chamber serves to supply the fluid for the intake passage. The air supply chamber is thus across the intake passage and the intake gas exchange valve with the cylinder flow-connected or flow-connected. If the internal combustion engine has a plurality of inlet channels, then preferably several of these inlet channels, in particular all of the inlet channels, open into the air feed chamber. In that regard, the air supply chamber serves as an air distribution chamber or as an air settling chamber for the fluid before it flows through the inlet channel or the inlet channels in the direction of the respective inlet gas exchange valve.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einlasskanal an einem um die Längsmittelachse des Einlassgaswechselventils drehbaren Kugelkopf angeordnet ist, wobei durch den Kugelkopf eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlassgaswechselventil und dem Einlasskanal vorliegt. Der Kugelkopf ist dabei Bestandteil eines Kugelkopfgelenks, mittels welchem der Einlasskanal verlagerbar beziehungsweise schwenkbar gelagert ist. Neben dem Kugelkopf kann das Kugelkopfventil eine Schwenkpfanne aufweisen, in welcher der Kugelkopf gelagert ist. Beispielsweise ist die Schwenkpfanne strömungstechnisch unmittelbar an das Einlassgaswechselventil angeschlossen oder bildet einen Bestandteil von diesem. Der Kugelkopf ist drehbar in der Schwenkpfanne aufgenommen. Dabei ist er derart ausgestaltet, dass zumindest in der ersten Stellung und der zweiten Stellung, bevorzugt jedoch in allen Stellungen des Kugelkopfs, die Strömungsverbindung zwischen dem Einlassgaswechselventil und dem Einlasskanal vorliegt.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the inlet channel is arranged on a rotatable about the longitudinal center axis of the inlet gas exchange valve ball head, wherein present through the ball head, a flow connection between the inlet gas exchange valve and the inlet channel. The ball head is part of a ball and socket joint, by means of which the inlet channel is displaceably mounted or pivotally mounted. In addition to the ball head, the ball valve may have a swivel pan, in which the ball head is mounted. For example, the tipping pan is fluidically connected directly to the inlet gas exchange valve or forms part of this. The ball head is rotatably received in the pan. It is designed such that, at least in the first position and the second position, but preferably in all positions of the ball head, the flow connection between the inlet gas exchange valve and the inlet channel is present.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Zylinder über mehrere Einlassgaswechselventile verfügt und zumindest einigen dieser Einlassgaswechselventile jeweils ein wenigstens bereichsweise verlagerbarer Einlasskanal zugeordnet ist. Dieser Einlasskanal ist gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgestaltet, zumindest also zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verlagerbar. Dabei können die Stellungen der Einlasskanäle für jeden der Einlasskanäle verschieden gewählt sein. Wie bereits vorstehend erläutert, münden bevorzugt zumindest einige der mehreren Einlasskanäle, insbesondere alle der Einlasskanäle, in die Luftzuführkammer ein.A further embodiment of the invention provides that the cylinder has a plurality of inlet gas exchange valves and at least some of these intake gas exchange valves is assigned in each case an at least partially displaceable inlet channel. This inlet channel is configured according to the above embodiments, at least so displaced between the first position and the second position. The positions of the inlet channels for each of the inlet channels may be chosen differently. As already explained above, preferably at least some of the plurality of inlet channels, in particular all of the inlet channels, open into the air feed chamber.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die mehreren Einlasskanäle zur gemeinsamen Verlagerung gekoppelt sind. Beispielsweise besteht also zwischen den mehreren Einlasskanälen eine mechanische Verbindung, sodass bei einer Verlagerung eines der Einlasskanäle die weiteren, mit ihm verbundenen Einlasskanäle ebenfalls verlagert werden. Selbstverständlich kann jedoch auch jedem der Einlasskanäle ein separater Aktuator zugeordnet sein, wobei diese Aktuatoren zur gemeinsamen Verlagerung der mehreren Einlasskanäle angesteuert werden können. Die mehreren Einlasskanäle können demselben Zylinder oder aber verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sein. Es kann also der Fall auftreten, dass jeder Zylinder über einen ersten Einlasskanal sowie einen zweiten Einlasskanal verfügt. Besonders bevorzugt sind nun die ersten Einlasskanäle aller Zylinder zur gemeinsamen Verlagerung gekoppelt und/oder die zweiten Einlasskanäle aller Zylinder zur gemeinsamen Verlagerung gekoppelt.A development of the invention provides that the plurality of inlet channels are coupled for common displacement. Thus, for example, there is a mechanical connection between the plurality of inlet channels, so that upon a displacement of one of the inlet channels, the further inlet channels connected to it are likewise displaced. Of course, however, each of the inlet channels, a separate actuator be assigned, these actuators can be controlled for the common displacement of the plurality of inlet channels. The plurality of intake ports may be associated with the same cylinder or different cylinders of the internal combustion engine. It may therefore be the case that each cylinder has a first inlet channel and a second inlet channel. Particularly preferably, the first inlet channels of all cylinders are now coupled for common displacement and / or the second inlet channels of all cylinders are coupled for common displacement.
Schließlich kann es vorgesehen sein, dass der Einlasskanal aus einem elastischen Material besteht. Mithilfe des elastischen Materials kann die Verlagerung des Einlasskanals oder zumindest des verlagerbaren Bereichs des Einlasskanals einfach bewerkstelligt werden. Beispielsweise besteht lediglich der verlagerbare Bereich des Einlasskanals aus dem elastischen Material, während der Rest des Einlasskanals aus einem starren Material hergestellt ist. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein unmittelbar an den Zylinder angeschlossener Bereich sowie ein diesem Bereich abgewandter Ende umfassender Bereich starr sind, während ein dazwischenliegender Bereich verlagerbar beziehungsweise verformbar ist und zu diesem Zweck aus dem elastischen Material besteht.Finally, it can be provided that the inlet channel consists of an elastic material. By means of the elastic material, the displacement of the inlet channel or at least the displaceable region of the inlet channel can be easily accomplished. For example, only the displaceable portion of the inlet channel consists of the elastic material, while the remainder of the inlet channel is made of a rigid material. It can be provided, for example, that a region directly connected to the cylinder and an end remote from this region are rigid, while an intermediate region is displaceable or deformable and for this purpose consists of the elastic material.
Eine Ausgestaltung der Brennkraftmaschine gemäß den vorstehenden Ausführungen hat den Vorteil, dass in dem Zylinder eine gewünschte Ladungsbewegung eingestellt werden kann, wobei gleichzeitig Druckverluste vermieden werden. Das bedeutet, dass der Ladungswechsel der Brennkraftmaschine verbessert wird. Zudem können die Einlasskanäle allein unter dem Gesichtspunkt der Optimierung des Druckverlusts gestaltet werden, wobei der Einlasskanal beispielsweise gerade ist beziehungsweise eine gerade Längsmittelachse aufweist. Durch die Verlagerung des Einlasskanals zwischen den unterschiedlichen Stellungen können zudem Fertigungstoleranzen der Einlasskanäle kompensiert werden, indem die erste Stellung und/oder die zweite Stellung entsprechend angepasst werden.An embodiment of the internal combustion engine according to the above embodiments has the advantage that a desired charge movement can be set in the cylinder, pressure losses being avoided at the same time. This means that the charge cycle of the internal combustion engine is improved. In addition, the inlet channels can be designed solely from the point of view of optimizing the pressure loss, wherein the inlet channel is for example straight or has a straight longitudinal central axis. By shifting the inlet channel between the different positions also manufacturing tolerances of the inlet channels can be compensated by the first position and / or the second position are adjusted accordingly.
Bedingt durch den geringeren Druckverlust wird zudem das Fluid bei dem Durchströmen der Einlasskanäle weniger stark erwärmt. Dies rührt insbesondere daher, dass durch die wenigstens bereichsweise Verlagerbarkeit des Einlasskanals eine thermische Entkoppelung des Einlasskanals von dem Zylinderkopf beziehungsweise dem Einlassgaswechselventil erzielt wird. Entsprechend ist die Wandtemperatur des Einlasskanals geringer als bei bekannten Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, sodass auch die Temperaturbeaufschlagung der Fluids kleiner ist. Durch die Verlagerung des Einlasskanals kann weiterhin die Einströmung des Fluids in den Zylinder bei hohen Fluiddurchsätzen optimiert werden. Auch ergibt sich durch die Einmündung des Einlasskanals in die Luftzuführkammer, welche durch einen Hohlraum in dem Zylinderkopf ausgebildet sein kann, eine Gewichtsreduzierung der Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderkopfs. Schließlich kann der Einlasskanal drallklappenfrei ausgebildet sein, sodass eine Ablösung der Strömung in dem Einlasskanal, welche durch eine derartige Drallklappe bewirkt werden kann, vermieden wird.Due to the lower pressure loss, the fluid is also less heated when flowing through the inlet channels. This stems in particular from the fact that thermal decoupling of the inlet channel from the cylinder head or the inlet gas exchange valve is achieved by the at least partially displaceability of the inlet channel. Accordingly, the wall temperature of the inlet channel is lower than in known embodiments of the internal combustion engine, so that the temperature application of the fluids is smaller. By the displacement of the inlet channel, the inflow of the fluid into the cylinder can be further optimized at high fluid flow rates. Also results from the confluence of the inlet channel in the air supply chamber, which by a cavity may be formed in the cylinder head, a weight reduction of the internal combustion engine, in particular of the cylinder head. Finally, the inlet channel can be formed swirl-flap-free, so that a separation of the flow in the inlet channel, which can be effected by such a swirl flap, is avoided.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennkraftmaschine über wenigstens einen Zylinder und zumindest ein dem Zylinder zugeordnetes Einlassgaswechselventil verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass auf der dem Zylinder strömungstechnisch abgewandten Seite des Einlassgaswechselventils ein wenigstens bereichsweise verlagerbarer Einlasskanal mit dem Einlassgaswechselventil strömungsverbunden ist, wobei der verlagerbare Bereich des Einlasskanals zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verlagert werden kann, wobei die zweite Stellung bezüglich einer Längsmittelachse des Zylinders oder eines Ventilschafts des Einlassgaswechselventils eine von der ersten Stellung verschiedene Umfangsposition und/oder Radialposition aufweist. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren als auch die Brennkraftmaschine können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The invention further relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular according to the preceding embodiments, wherein the internal combustion engine has at least one cylinder and at least one inlet gas exchange valve assigned to the cylinder. It is provided that on the cylinder side facing away from the fluid side of the inlet gas exchange valve, an at least partially displaceable inlet channel is fluidly connected to the inlet gas exchange valve, wherein the displaceable region of the inlet channel can be displaced at least between a first position and a second position, wherein the second position with respect Longitudinal axis of the cylinder or a valve stem of the intake gas exchange valve has a different from the first position circumferential position and / or radial position. The advantages of such an approach or such an embodiment of the internal combustion engine has already been pointed out. Both the method and the internal combustion engine can be developed according to the above explanations, so that reference is made to this extent.
Im Rahmen des Verfahrens wird also beispielsweise eine Stellung ausgewählt, die in einem Stellbereich liegt, der sich insbesondere von einer Minimalstellung bis hin zu einer Maximalstellung erstreckt. Diese Stellung wird nachfolgend an der Brennkraftmaschine eingestellt, sodass der verlagerbare Bereich in die ausgewählte Stellung verlagert wird. Das Auswählen der Stellung erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere in Abhängigkeit von der Leistung, der Drehzahl und/oder dem Drehmoment der Brennkraftmaschine.In the context of the method, therefore, for example, a position is selected which lies in a setting range which extends in particular from a minimum position to a maximum position. This position is subsequently adjusted to the internal combustion engine, so that the displaceable area is shifted to the selected position. The position is preferably selected as a function of an operating state of the internal combustion engine, in particular as a function of the power, the rotational speed and / or the torque of the internal combustion engine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
Die
Jedem Einlassgaswechselventil
Es ist nun vorgesehen, dass die Einlasskanäle
Das Kugelkopfgelenk
Es kann vorgesehen sein, dass die Einlasskanäle
Die
Beim Betreiben der Brennkraftmaschine
Sind mehrere Zylinder
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- Kurbelgehäusecrankcase
- 44
- Zylinderkopfcylinder head
- 55
- EinlassgaswechselventilInlet gas exchange valve
- 66
- EinlassgaswechselventilInlet gas exchange valve
- 77
- Einlasskanalinlet channel
- 88th
- Einlasskanalinlet channel
- 99
- Einströmöffnunginflow
- 1010
- Einströmöffnunginflow
- 1111
- Luftzuführkammerair supply
- 1212
- KugelkopfgelenkBall-joint
- 1313
- Kugelkopfball head
- 1414
- SchwenkpfanneSchwenkpfanne
- 1515
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 1616
- Ventilschaftvalve stem
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2308327A1 (en) * | 1972-03-31 | 1973-10-04 | List Hans | INLET CHANNEL FOR COMBUSTION MACHINERY |
DE19722981A1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Ford Global Tech Inc | Cylinder head assembly for an internal combustion engine |
DE102004021363B4 (en) * | 2004-04-30 | 2013-07-25 | Audi Ag | Method for controlling the in-cylinder flow (intake swirl) on an internal combustion engine and directly injecting internal combustion engine |
-
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- 2014-01-17 DE DE102014000657.3A patent/DE102014000657B4/en not_active Expired - Fee Related
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