DE102014202734A1 - Ladungsbewegungssteuerventil und einlassrohrsystem - Google Patents

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Abstract

Ein mehrere Ports aufweisender Einlasskrümmer mit entlang einer gemeinsamen Zylinderkopfebene ausgerichteten Auslässen und wobei jeder Einlassport eine Ventileinheit, die eine Ventilplatte aufweist, die durch eine Welle entlang einer in einer Innenwand vertieften Drehachse drehbar ist, aufweist, sowie mit einer geschweißten Verbindung, die jeden Einlassport stromaufwärts der Achse umgibt. Das System kann die Verwendung einer CMCV-Platte, die bei Nichtverwendung vollständig in das Einlassrohr eingezogen werden kann, gestatten.

Description

  • Verstärkte Bewegung der in eine Brennkammer eines Motors eingespritzten Luft- und/oder Kraftstoffladung kann den Verbrennungswirkungsgrad unter einigen Bedingungen erhöhen. Die Ladungsbewegung kann beispielsweise den Wirkungsgrad der Verbrennung durch Einführen einer Luftströmung in zur Strömungsrichtung senkrechten Richtungen erhöhen. Durch Einführen zusätzlicher kinetischer Energie in die Brennkammern kann die Zündfront das Volumen der Brennkammer schneller und gleichmäßiger durchqueren, um so mit einer erhöhten Kraftstoffmenge zusammenzuwirken, bevor die Wärmeenergie in Kolbenbewegung umgewandelt wird. Des Weiteren kann die sich ergebende Turbulenz die Homogenisierung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer erhöhen.
  • Ladungsbewegungssteuerventile (Charge Motion Control Valves – CMCV) können zum Herbeiführen gewünschter Turbulenzen durch Einengen eines Teils des Einlasskanals im Einlasskrümmer verwendet werden. Beim Durchströmen dieser Verengung wird Luft von der hinteren Wand mit einer horizontalen Geschwindigkeit sowie ihrer anfänglichen vertikalen Geschwindigkeit (in Strömungsrichtung), die durch eine Druckdifferenz im Einlasssystem herbeigeführt wird, zurückgeworfen. CMCV können durch einen Aktuator gesteuert werden, der dahingehend programmiert ist, dieses Hindernis während bestimmter, vorteilhafter Betriebsbedingungen zu erzeugen.
  • CMCV können in einer Platte-Welle-Drehkonfiguration implementiert sein, wobei die Plattenfläche eine Geometrie aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie bei einer Ausrichtung senkrecht zum Strömungsfluss einen wesentlichen Abschnitt der Querschnittsfläche des Einlasskanals abdeckt, was als die vollständig geschlossene Stellung bezeichnet wird. In der vollständig geöffneten Stellung kann sich die Platte um ihre Welle drehen, so dass die Breite der Platte und Welle den Luftkanal versperren, wodurch im Wesentlichen mehr Luft durchströmen kann. Die Drehachsen sind im Allgemeinen durch eine Symmetrieachse auf der Plattenfläche oder an einem Rand der Platte neben einer Wand des Kanals angeordnet.
  • Die vorliegenden Erfinder haben jedoch festgestellt, dass die den Zylindern zur Verbrennung zugeführte Luftmenge als ein einschränkender Faktor für die Motorleistung wirkt. Gleichermaßen wurde bei Versuchen, dieses Problem anzugehen, das Ventil weiter stromaufwärts in einem breiteren Abschnitt des Einlasskanals positioniert; dieser Verlust an Nähe zum Zylinderkopfport erzeugt aber Verluste bei der Steuerung und dem durch das CMCV erreichbaren Wirkungsgrad der Turbulenz.
  • Ein Ansatz zum Angehen dieses scheinbaren Widerspruchs besteht darin, die Ports des Einlasskrümmers mit auf eine gemeinsame Kopfebene ausgerichteten Auslässen zu konfigurieren und ein drehbares Ventil (wie beispielsweise ein CMCV) mit einer in einer Innenwand ausgenommenen Drehachse und eine jeden Einlassport stromaufwärts der Achse umgebende geschweißte Verbindung zu integrieren. Dies kann beispielsweise durch Integrieren des Ventils in den Einlasskrümmerport während des Schweißens des Einlasskrümmers erreicht werden.
  • Auf diese Weise kann die Nähe zum Zylinderkopf beibehalten werden, ohne die Luftströmung zur Verbrennung zu sehr einzuschränken. Hier weist das CMCV ein Wellengehäuse oder eine "Patrone" um die Welle auf und die Platte steht aus diesem Gehäuse hervor. Bei dieser Implementierung kann das Gehäuse während des Schweißens der ersten und zweiten Schale, die dem Einlasskanal am nächsten liegen, in eine Vertiefung im Einlasskrümmer eingesetzt werden. Durch dieses Verfahren gestattet das CMCV, wenn es nicht im Einsatz ist, eine ungehinderte Luftströmung, wodurch Motorleistungsverluste reduziert werden.
  • Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Weise eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Auslass- und Einlasssystems für einen 8-Zylinder-V-Motor, das mit einem Ventil kompatibel ist.
  • 2 ist ein Querschnitt des Systems von 1 im Einlasskrümmer.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines in seine Einzelteile zerlegten Ventils.
  • 4 zeigt das Ventil von 3 vollständig zusammengebaut.
  • 5 zeigt das Ventil beim Einsetzen in eine Schale des Einlasskrümmers.
  • 6 zeigt die Schale des Einlasskrümmers von 5 nach dem Einsetzen.
  • 7 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Einlasskrümmerports mit einem positionierten beispielhaften Ventil.
  • 8 zeigt die erste Schale des Einlasskrümmers vor dem Einsetzen des Ventils und dem Schweißen.
  • 9 stellt ein vereinfachtes Verfahren zum Betrieb eines Ventils in Diagrammform dar.
  • 10 stellt ein vereinfachtes Herstellungsverfahren eines Einlasssystems in Diagrammform dar.
  • Die offenbarten Systeme und Verfahren beziehen sich auf die Konstruktion und den Betrieb eines Einlasssystems eines Verbrennungsmotors, der in dem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Insbesondere Einlasssysteme, die Ladungsbewegungssteuerung zu Zwecken verwenden, die das Herbeiführen einer Turbulenz in einer Brennkammer zur Homogenisierung der Kraftstoff-in-Luft-Verteilung einschließen. Der vordere Rand der die Kammer durchquerenden Zündflamme kann ferner durch diese zusätzliche Bewegung beschleunigt werden, so dass die Verbrennung früher stattfindet und der Kurbelwelle zu einem gewünschten Zeitpunkt während des Arbeitshubs Leistung zugeführt werden kann. Durch eine Verengung eines Teils des Einlasskanals wird Luft in eine Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung gezwungen, so dass die Luftladung bei Eintritt in die Kammer sowohl Geschwindigkeitskomponenten in der Strömungsrichtung als auch der zur Strömungsrichtung orthogonalen Ebene aufweist.
  • Es ist zu beachten, dass sich das Ventil für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung in der "geschlossenen" Stellung befindet, wenn es vollständig betätigt ist und die Ventilplatte vollständig herausgeschoben ist, was zu einer maximalen Hinderung der Luftladungsströmung führt. Alternativ dazu befindet sich das Ventil in der "geöffneten" Stellung, wenn es deaktiviert ist und die Ventilplatte vollständig eingezogen ist, wodurch die Hinderung der der Luftladungsströmung auf ein Minimum reduziert oder beseitigt wird. Hier kann das Ventil ein Ladungsbewegungssteuerventil (CMCV) sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Eine Durchgangseinengung kann durch die Verwendung einer Platte, die einen Teil des Kanals versperrt, erreicht werden. Bei einem gegebenen Kammervolumen und einem gegebenen Kraftstoffeinspritzgrad kann die der Kurbelwelle zugeführte Energie aus der Verbrennung jedoch durch den zur Verbrennung zur Verfügung stehenden Sauerstoff begrenzt sein. Es ist daher wünschenswert, die Höchstmenge an zur Verfügung stehender Luftladung in die Brennkammer einzulassen, wenn eine erhöhte Motorleistung erwünscht ist. Bei früheren Ausführungsformen wurde eine Drehwelle im Einlasspfad dazu verwendet, die Platte so zu drehen, dass sie parallel zur Strömungsrichtung ist. Obwohl dies den für die Luftladungsströmung zur Verfügung stehenden Querschnitt nicht vergrößert, gibt es immer noch Verluste. Verluste können durch vollständiges Einziehen des Ventils in den Einlasskrümmer bei Nichtbenutzung beseitigt werden. Bei anderen Ausführungsformen wurde das Ventil stromaufwärts im Auslasskrümmer da positioniert, wo der Durchgangsquerschnitt vergrößert ist. Verluste bei der Luftladungsturbulenz können jedoch im gesamten Einlass stromabwärts des Ventils auftreten, wodurch der Wirkungsgrad reduziert wird; somit sind Ventilvorteile am stärksten bei großer Nähe zum Brennkammereinfüllport.
  • Die schematische Darstellung von 1 ist ein vereinfachtes Einlass- und Auslasssystem eines Motors, das einen Einlasskrümmer enthalten kann, der sich bei Eintritt in den Zylinderkopf in 8 einzelne Einlasspfade verzweigt, die auf jeweilige Brennkammern verteilt sind. Die Darstellung in 1 ist mit dem Einlasskrümmer von 2 kompatibel, in der ein geteilter Einlasskrümmer mit einem Ventil im Auslassport des Einlasskrümmers dargestellt ist. Die Ventileinheit, die aus einem Ventil und einer Patrone besteht, ist in 3 zerlegt dargestellt; die vollständig zusammengebaute Ventileinheit vor dem Einsetzen in den Einlasskrümmer ist in 4 gezeigt. Die Ventileinheit von 3 wird bei der in 5 dargestellten Konfiguration beim Herstellungsverfahren vor dem Schweißen zwischen der ersten und der zweiten Schale des Einlasskrümmers eingesetzt. 6 zeigt den Teil der ersten Schale mit der Ausführungsform eines positionierten Ventils aus einer Draufsicht, wobei die Schweißfläche der oberen Schale nach dem Einsetzen der Ventileinheit freigelegt ist. Der Querschnitt des in 6 gezeigten Einlasskrümmerports ist in 7 dargestellt. Die mit der Ausführungsform in 27 kompatible erste Schale im Einlasskrümmer vor dem Schweißen und Einsetzen des Ventils ist in 8 gezeigt. Ein beispielhaftes Betriebsverfahren ist für eine Ausführungsform des Ventils in 9 in Diagrammform gezeigt. Ein beispielhaftes Herstellungsverfahren ist für einen Einlasskrümmer in 9 in Diagrammform gezeigt.
  • Das in 1 gezeigte Einlass- und Auslasssystem ist mit einem Motor kompatibel, der mehrere Zylinder 134 enthalten kann. Der beispielhafte Motor weist 8 in einer V-förmigen Konfiguration angeordnete Zylinder 134 auf. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Motor zwei oder mehr Zylinder in Reihen-, Boxer- oder einer alternativen Konfiguration aufweisen. Jeder Zylinder 134 kann mit einem Kraftstoffeinspritzventil 136 gekoppelt sein, um Kraftstoff direkt in die Brennkammer einzuspritzen. Alternativ dazu kann sich der Kraftstoff mit der Einlassluftladung an einem Punkt entlang dem Einlasspfad vor dem Füllen der Brennkammer vermischen.
  • Die Zylinder 134 im Zylinderblock 102 sind über einen Zylinderkopf mit dem Einlasskrümmer 140 gekoppelt. Der Einlasskrümmer 140 kann sich in mehrere einzelne Pfade verzweigen, die individuellen Zylindern 134 zugeordnet sind, so dass jeder Zylinder einen oder mehr an seinem Einlass verteilte Einlassstränge 132 aufweist. Zylinder mit mehreren Einlasssträngen können unabhängige Ventile verwenden oder sich stromabwärts eines einzigen nicht gezeigten Ventils verzweigen. Jeder Zylinder 134 kann dazu konfiguriert sein, zur Verbrennung von den Einlasssträngen 132 eine Luftladung zu erhalten. Eine Luftladung kann durch den Einlasskrümmer 140 eintretende Luft aus der Atmosphäre sein; bei Motoren mit AGR-Ausstattung (nicht gezeigt) kann sie auch rückgeführtes Abgas enthalten. Das Ventil kann in den Einlasskrümmerport der Einlassstränge 132 integriert sein.
  • Wie in 1 gezeigt, können Ausführungsformen einen Turbolader mit einem von einer Auslassturbine 124 angetriebenen Verdichter 122 stromaufwärts des Einlasskrümmers 140 enthalten. Die Einlassluftladung kann durch eine oder mehr Kühlvorrichtungen, wie z. B. Kühler 120, gekühlt werden. Einlasssysteme können zusätzlich zu einem Vorverdichterkühler oder alternativ dazu auch eine Kühlvorrichtung stromabwärts des Verdichters 122 enthalten.
  • Einlassluftladung kann durch eine Drossel 116 im Einlasskanal 114 dosiert werden, die mit einem Steuersystem 108 kommunizierend gekoppelt ist, das auf Motorbetriebsanforderungen, wie z. B. Motorlastanforderungen und Motortemperatur, reagiert. Die Drossel 116 kann entsprechend einer den Brennkammern zur Verbrennung über den Einlasskrümmer 140 zuzuführenden Luftladungsmasse für eine Zeitspanne geöffnet sein. Ventilbetätigung kann als Reaktion auf Drosselbetätigung erfolgen und kann im Steuersystem zur Überwachung der Motorlast verwendet werden. Dies kann in Verbindung mit den atmosphärischen Luftdruck und/oder den Einlasskrümmerdruck (MAP) messenden Sensoren verwendet werden.
  • In einem Beispiel kann das Ventil durch eine erste Menge als Reaktion auf eine angezeigte Drosselstellung betätigt werden und kann durch eine zweite Menge als Reaktion auf einen angezeigten MAP betätigt werden. Die erste und zweite Menge können sich im Hinblick auf Herausschieben und Einziehen in derselben Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Weiterhin kann das Ventil vollständig eingezogen werden, wenn eine angezeigte Drosselstellung einem vorbestimmten Schwellwert entspricht oder wenn der MAP einem vorbestimmten Schwellwert entspricht. Alternativ dazu kann das Steuersystem Anweisungen haben, das Ventil als Reaktion auf eine Funktion beider Variablen herauszuschieben und/oder einzuziehen. Die Ventilbetätigung kann ferner als Reaktion auf Temperatur-, Zündsteuerungs- oder andere nicht anderweitig spezifizierte Bedingungen erfolgen.
  • Bei einem beispielhaften Auslasssystem kann Abgas nach der Verbrennung über die Auslasskanäle 138 aus dem Zylinder 134 in den Auslasskrümmer 106 ausgestoßen werden. Bei Ausführungsformen, bei denen ein Turbolader verwendet wird, kann ein Auslasskrümmer 106 mit der Turbine 124 gekoppelt sein. Durch den Auslasskrümmer 106 strömendes Abgas kann durch eine oder mehr Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, wie z. B. einen Katalysator 128, vor der Abgabe an die Atmosphäre über das Abgasendrohr 130 behandelt werden. Bei Systemen, die Niederdruck-AGR einsetzen, können ventilbetätigte Rückführungskanäle den Auslasskrümmer 106 stromabwärts der Turbine 124 mit dem Einlasskrümmer 114 stromaufwärts des Verdichters 122 koppeln. Bei Systemen, die Hochdruck-AGR einsetzen, kann das Abgasrohr 130 stromabwärts der Turbine 124 mit dem Einlasskrümmer 140 stromaufwärts des Verdichters 118 gekoppelt sein. Ein oder mehr Abgaskühlsysteme können im Einlass- oder Auslasssystem vorliegen.
  • AGR-Gas weist im Allgemeinen eine gewisse Menge an Kraftstoff auf und hat somit einen höheren Taupunkt als Außenluft. Bei herkömmlichen Ventilen kann der flüssige Kraftstoff aus der AGR auf der Betätigungswelle und Platte kondensieren, wodurch der Einlassportdurchgang bei Nichtbenutzung versperrt wird. Dies könnte mit der Zeit einen Aufbau im Einlassport bewirken, der den Luftladungseinlass weiter behindert, wodurch mit der Zeit ein erhöhter Verlust bei der Kraftstoffökonomie und Motorleistung verursacht wird. Wenn keine Systemwartung erfolgt, können Kraftstoffablagerungen am Ventil zu Ventilsystem- und Motorschädigungen führen. Durch das vollständige Einziehen des Ventils in die Innenwand des Einlasskrümmers wird der Untergrund für die Kondensation entfernt, wodurch die Kraftstoffablagerungen reduziert werden und somit die Bedingungen für den Motor, den Einlasskrümmer und das Ventil sowie die Motorleistung und Kraftstoffökonomie beibehalten werden.
  • Ausführungsformen können die Kraftstoffablagerungen im Einlasskrümmer durch Betätigen des Ventils als Reaktion auf AGR-Aktivierung weiter reduzieren. Die Schwelle für die AGR-Aktivierung kann beispielsweise der Deaktivierung des Ventils entsprechen, so dass keine Hinderung durch das Ventil vorliegt, wenn Kraftstoff in der Luftladung durch den Einlasskrümmer vorhanden ist. Die Ventilbetätigung kann zusätzlich oder alternativ dazu als Reaktion auf Feuchtigkeit im Einlasskrümmer erfolgen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Kraftstoffkondensat auf dem Ventil reduziert wird. Diese Maßnahmen können zusätzlich zur Temperatur- und/oder Drucksteuerung, die die aus der AGR oder Außenluftbedingungen resultierende Feuchtigkeit und Kondensatbildung im Einlasssystem regulieren, erfolgen.
  • Das Steuersystem 108 kann Anweisungen haben, das Ventil über auf die Eingabe von Sensoren 110 reagierende Aktuatoren 112 zu betätigen. Eingabeinformationen können die Temperatur im Motor oder Auslasssystem einschließen, so dass das Ventil geschlossen werden kann, wenn die Motorbedingungen unter eine Temperaturschwelle fallen, und somit eine Turbulenz bei Kaltstarts herbeigeführt wird. Eine Turbulenz in Brennkammern gestattet eine wirksamere Verbrennung; dies kann in Kaltstartsituationen, in denen Verluste beim Verbrennungswirkungsgrad stärker sein können, vorteilhaft sein. Ausführungsformen können das Ventil auch entsprechend einer erfassten Temperatur oder anderer Motorlastanzeigen in eine vorbestimmte Stellung betätigen. In einigen Beispielen können die Aktuatoren 112 das Ventil vollständig in die Innenwand des Einlasskrümmers einziehen, wenn die Sensoren 110 anzeigen, dass eine Lastschwelle wie durch das Steuersystem 108 bestimmt erreicht wurde. Ein vollständiges Einziehen des Ventils in die Innenwand des Einlasskrümmers beseitigt eine Kanalversperrung, so dass die maximale Luftladung in die Brennkammern eintreten kann, wodurch die maximale Motorleistung bereitgestellt wird.
  • Der in 1 gezeigte Querschnitt des Einlasskrümmers ist in 2 dargestellt. Die Einlasskrümmerkonfiguration ist mit einem 8-Zylinder-V-Motor kompatibel, bei dem 4 Zylinder in Reihe auf zwei jeweiligen Bänken des Zylinderblocks 220 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform befindet sich ein Haupteinlassrohr entlang der Mitte der beiden Bänke von in Reihe angeordneten Zylindern und ist zu ihrer Reihenkonfiguration parallel. Der Einlasskrümmer 140 und der Auslasskrümmer können mit den Zylinderköpfen 216 gekoppelt sein und dann mit den Brennkammern 222 im Zylinderblock 220 gekoppelt sein. Die Einlassstränge 132 führen den beiden Zylinderkopfkanälen 218 durch Wechseln der Verzweigungsrichtung Luftladung zu, so dass mit jedem Zylinderkopfkanal 218 ein oder mehrere einzelne Verzweigungspfade gekoppelt sind. Andere Ausführungsformen können zwei oder mehr Verzweigungspfade für jeden entsprechenden Zylinderkopfkanal 218 aufweisen. Das Ventil kann stromaufwärts der Verzweigung des Zylinders oder stromabwärts der Verzweigung in einem oder mehreren der unabhängigen Zylinderverzweigungen verwendet werden.
  • Eine in den Zylinderkopfkanal 218 eintretende Luftladung kann vor dem Eintritt in einen Einlassstrang 132 durch den Einlasskrümmer 140 strömen. Bei dieser Ausführungsform enden die Einlassstränge 132 an einem Einlasskrümmerport 214, wo sich das Ventil befindet. Der Zylinderkopf 216 kann dann am Einlasskrümmerport 214 durch einen Einlassflansch, der dahingehend wirkt, den Zylinderkopf am Zylinderblock zu sichern, mit dem Einlasskrümmer verbunden sein, wodurch der Einlasskrümmer mit den Brennkammern im Zylinderblock 220 strömungsgekoppelt ist.
  • Wenn der Einlasskrümmer durch ein Verfahren zum Schweißen aufgeschichteter Schalen hergestellt wird, kann der Einlassport durch Formen getrennter Schalen oder vertikaler Schichten des Krümmers, wobei vertikal als senkrecht zur Länge der Kurbelwelle (in 8 gezeigt) zu verstehen ist, gebildet werden. Der Einlasskrümmer kann vor der Kombination mit anderen Komponenten des Zylinderkopfs getrennt hergestellt werden.
  • Die horizontale Ebene der Schalen kann die Schweißfläche, auf der aufeinanderfolgende Schalen angebracht werden können, bilden. Die horizontale Ebene der Schalen kann senkrecht sein oder innerhalb von 45 Grad von der in 6 gezeigten geschweißten Verbindungsebene liegen. Hierin wird unter der ersten Schale die dem Zylinderkopf 216 unter Berücksichtigung des Flansches am nächsten gelegene Schale verstanden. Die zweite Schale ist die Einlassschale, die parallel zum Zylinderkopf direkt mit der ersten Schale verschweißt wird. Das Ventil kann wie gezeigt in den Einlasskrümmerport 214 der ersten Schale des Einlasskrümmers integriert sein. Die Schweißfläche der ersten und zweiten Schale wird durch die in 2 gezeigte geschweißte Verbindungslinie dargestellt.
  • Der Einlasskrümmer kann mehrere Einlasskrümmerports 214 mit entlang einer gemeinsamen Zylinderkopfebene ausgerichteten Auslässen enthalten. Jeder Einlasskrümmerport 214 kann jeweilige drehbare Ventile mit einer in der Innenwand ausgenommenen Drehachse aufweisen. Durch das oben beschriebene Verfahren können die die Ventile aufweisenden Einlasskrümmerports 214 durch eine geschweißte Verbindung stromaufwärts der Drehachse umgeben sein. Diese geschweißte Verbindung kann entlang der in 2 gezeigten Linie und neben und stromaufwärts des Einlassports verlaufen. Die beiden den beiden Zylinderreihen in Reihenkonfiguration entsprechenden Bänke in der Ausführungsform mit V-Konfiguration können jeweils mehrere Einlassports mit jeweiligen Ventilen aufweisen. Die geschweißte Verbindung der jeweiligen Einlassports an einer einzelnen Bank können entlang einer gemeinsamen Ebene, die der Zylinderkopfebene entspricht, ausgerichtete Auslässe aufweisen. Die Einlassports können sich zwischen dem Zylinderkopf und der nächstgelegenen geschweißten Einlasskrümmerverbindung in der stromaufwärtigen Richtung befinden.
  • Die Innenwand 212 des Einlassports ist die dem Haupteinlassrohr des Einlasskrümmers 140 am nächsten gelegene Wand; die Außenwand ist die der Außenwand des Motorblocks am nächsten gelegene Wand. Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt des Einlassports allgemein rechtwinklig mit abgerundeten Ecken und stimmt mit der Fläche der Ventilplatte und der Plattenvertiefung in der Einlassportwand überein. Alternative Konfigurationen können auch alternative Querschnittsgeometrien, alternative Ventilplattengeometrien und/oder alternative Einlassportvertiefungsgeometrien aufweisen, die es gestatten, dass die Platte einen wesentlichen Teil des Einlasskanals blockiert, wenn sie vollständig herausgeschoben ist, und bei Nichtbenutzung vollständig in die Innenwand des Einlassports eingezogen ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Ventilplatte eine sich vom stationären Rand zum hinteren Rand der Platte erstreckende abgeflachte planare Fläche auf, die an beiden Seitenrändern der Platte nach außen geneigt ist, so dass die eingezogene Platte mit der Innenwand des Einlassports über und unter der Ventileinlasswandvertiefung übereinstimmt und damit bündig ist, wodurch eine gleichmäßige Strömungsfläche für die Luftladung bei Nichtverwendung der Platte bereitgestellt wird. Der stationäre Rand ist als der Rand der Ventilplatte neben und parallel zu der Drehwelle zu verstehen, der hintere Rand bezieht sich auf den Rand gegenüber dem stationären Rand der Ventilplatte und die Seitenränder sind die Ränder der Platte zwischen und parallel zu dem stationären und hinteren Rand der Ventilplatte. Die Bogenrichtung der Seitenränder der Platte nach außen ist als die Richtung senkrecht zur flachen Seite der Platte, parallel zu einem vom Einlasskrümmer zur Außenseite des Zylinderblocks weisenden Vektor zu verstehen. In der herausgeschobenen Stellung weisen die gekrümmten Seitenränder der Platte in die aufwärtige Richtung oder die stromaufwärtige Richtung im Einlassport. Somit können die Ränder in der herausgeschobenen Stellung mit den Seitenwänden des Einlassports eine Abdichtung bilden, wodurch die Luftladungsströmung zum Luftspalt zwischen dem hinteren Rand der Ventilplatte und der äußeren Wand des Einlasskrümmerports eingeschränkt wird.
  • 2 zeigt das Ventil in der vollständig eingezogenen oder deaktivierten Stellung, wie es bei Überschreiten einer Lastschwelle des Motors der Fall sein kann. Die Luftladung kann dadurch ohne Hinderung durch die Ventilplatte 204 aus dem Einlasskrümmerport 214 in den Zylinder austreten. Während des Herausschiebens kann sich der zwischen der Ventilplatte 204 und der Innenwand 212 des Einlasskrümmerports gebildete Winkel bis zu 90 Grad bei vollständigem Herausschieben erhöhen, so dass die Platte 204 vollständig in den Einlasskrümmerport 214 vorsteht und die Luftladungsströmung behindert. Der Grad der Hinderung kann durch ein mit einem Ventilaktuator kommunizierendes gekoppeltes Steuersystem als Reaktion auf die Motorlast, Temperatur oder andere Betriebsbedingungen dosiert werden. Eine Drehung kann durch einen Wellenschlitz 206 durch den stationären Rand der Ventilplatte erzielt werden; bei dieser Ausführungsform befindet sich der stationäre Rand in der Innenwand 212 des Einlassports. Alternative Ausführungsformen können die Platte um eine Welle an der hinteren Wand oder einer der Seitenwände des Einlassports drehen. Die Welle kann an einem oder beiden Enden mit einem nicht gezeigten mit dem Steuersystem kommunizierend gekoppelten Unterdruckaktuator gekoppelt sein. Andere Unterdruckmechanismen können auch für die Drehung der Ladungsplatte um die Drehwelle und den Wellenschlitz 206 verwendet werden.
  • Wie in 2 gezeigt, sind die Drehwelle im Wellenschlitz 206 und der stationäre Rand der Ventilplatte durch die Patrone 202 gestützt. Die Patrone 202 ist in der Vertiefung in der Innenwand des Einlassports so positioniert, dass sich der Außenrand der Patrone nicht über die Innenwand 212 des Einlasskrümmerports 214 hinaus erstreckt, so dass die Luftladungsströmung durch das Vorhandensein der Patrone 202 nicht beeinträchtigt wird. Beim Verschweißen der zweiten Schale mit der ersten Schale bildet die Patronenvertiefung einen mit der Patronenform übereinstimmenden Hohlraum.
  • Nun mit Bezug auf 3 ist die Ventileinheit vor dem Zusammenbau und dem Einsetzen in den Einlasskrümmerport gezeigt. Die Ventileinheit 200 ist in vier Komponententeile unterteilt: die Platte 204, die Patrone 202 und zwei Buchsen 208. Die Buchsen können aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen Dämpfungsmaterial gefertigt sein. Die Platte 204 ist mit einem von dem stationären Rand der Platte vorstehenden und dazu parallelen Rohr 300 dargestellt; das Rohr 300 wirkt als ein Gefäß zum Drehkoppeln der Platte mit der Welle darin (nicht gezeigt). Die Patrone ist ein Gehäuse, das die Ventilteile hält und sie mechanisch zu einer einzigen Einheit koppelt, die in das Einlasssystem eingesetzt werden kann. In diesem Beispiel umschließen die Buchsen einen Teil der Platte 204 (insbesondere das Rohr) und die Patrone umschließt die Buchsen. Die Platte 204 und die Buchsen 208 umfassen in dieser Ausführungsform das durch die Patrone 202 zur Bildung der Ventileinheit 200 gehaltene Ventil. Bei anderen Ausführungsformen kann das Ventil aus anderen Komponenten zusammengesetzt sein und die Ventileinheit kann eine Patrone oder zusätzliche Komponenten enthalten oder nicht enthalten.
  • Der Wellenschlitz 206 ist eine Bohrung linear durch die Platte nahe ihrem stationären Rand und parallel zum stationären Rand der Platte. Eine nicht gezeigte Betätigungswelle kann mit der Platte 204 in einer "Aufspieß"-Konfiguration, bei der die Platte 204 durch eine Welle durch den Wellenschlitz 206 "aufgespießt" wird und somit die Drehachse der Platte definiert wird, drehgekoppelt sein. Drehbetätigung kann durch eine Kopplung von Nut und Kerbe der Welle und des Wellenschlitzes 206 und/oder eines anderen Befestigungsmechanismus bewirkt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Welle weiter mehrere kleinere Wellen umfassen, die an einem der Seitenränder der Platte oder an beiden nahe dem stationären Rand und bei der Drehachse befestigt sind. Wie in 4 dargestellt, kann eine Drehung der Platte durch ein Rohr unterstützt werden, das senkrecht von den Seiten der Platte 204 vorsteht, wodurch der Wellenschlitz 206 verlängert wird. Das Rohr kann in der Patrone 202 untergebracht sein und die Drehwelle in der Patrone 202 so befestigen, dass die Welle die Platte 204 aus der Patrone heraus betätigen kann und sich durch die beiden Seiten der Patrone erstreckt, die zu den Seitenrändern der Platte parallel sind, die als die Seite der Patrone bezeichnet werden. Es ist anzumerken, dass sich die Oberseite der Patrone auf die Seite der Patrone bezieht, die parallel zum stationären Rand der Platte ist, wenn die Platte vollständig eingezogen ist; die Vorderseite der Patrone bezieht sich auf die Seite der Patrone, die sich neben dem offenen Teil des Einlassportdurchlasses befindet; die Rückseite der Patrone bezieht sich auf die Seite, die parallel zur Vorderseite der Patrone ist und ihr gegenüberliegt; und die Unterseite der Patrone bezieht sich auf die Seite, die parallel zur Oberseite der Patrone ist und ihr gegenüberliegt.
  • Die Patrone kann eine rechteckige Ober-, Unter-, Vorder- und Rückseite aufweisen, wobei sich das kürzere Ende jeder Seite neben der Seitenfläche der Patrone befindet, und kann eine Zacke mit einer Lochbohrung von oben nach unten für eine Schraube aufweisen, die das Ventil weiterhin an der ersten Schale des Einlasskrümmers befestigen kann. Die Patronenseitenflächen können quadratisch sein. Ein U-förmiger Hohlraum (von den Patronenseitenflächen aus betrachtet) kann eine Öffnung auf der Vorderseite der Patrone aufweisen, die der Welle oder dem Wellenschlitzrohr der Platte, die oder das entlang der Drehachse der Platte 204 verläuft, entspricht. Ausführungsformen der Patronenseitenflächen können eine Breite und Höhe aufweisen, die sich 5 oder weniger Millimeter über den Durchmesser des Wellenschlitzrohrs hinaus erstrecken, so dass die gesamte Patrone weniger als 33% der Länge der Platte gemessen vom stationären Rand zum hinteren Rand aufweist. Die Welle kann ferner Kerben nahe den beiden Patronenseitenflächen aufweisen, die entlang dem U-förmigen Umfang des U-förmigen Hohlraums verlaufen und sich in einer radialen Richtung von der Drehachse nach außen erstrecken. Diese Kerben können den Buchsen 208 entsprechen, die das Wellenschlitzrohr in der Patrone befestigen können.
  • Die sich entlang dem stationären Ende der Platte durch das (optionale) Wellenschlitzrohr erstreckende und aus den Seitenflächen der Patrone austretende Welle kann an einem oder mehr nicht gezeigten Ventilaktuator(en) enden. Das Ventil kann ein Loch 210 für eine Schraube aufweisen, die zur Befestigung des Ventils am Einlassport verwendet werden kann. Die Buchsen 208 können dahingehend wirken, die Ventilplatte 204 weiter an der Patrone 202 zu befestigen. Die Lager können ein Loch durch ihre Breite aufweisen, das dazu konfiguriert ist, das Rohr 300 zu stützen und eine Drehung bei gleichzeitigem Befestigen des stationären Rands der Ventilplatte an der Patrone 202 zu gestatten.
  • Ein beispielhafter Einlasskrümmerport in der ersten Schale ist in 5 mit der Ventileinheit 200 teilweise darin eingesetzt gezeigt. Der in 5 gezeigte Einlasskrümmermontageschritt kann vor dem Verschweißen der ersten Einlasskrümmerschale mit der zweiten Einlasskrümmerschale erfolgen. Im Allgemeinen wird der Einlasskrümmer vor seiner Kopplung mit dem Zylinderkopf über den Einlassflansch 502 vollständig zusammengesetzt. Der Flansch 502 kann die erste Schale des Einlasskrümmers über Verbinder durch die Löcher 504 an dem Zylinderkopf befestigen.
  • Wie in 5 dargestellt, kann die zusammengebaute Ventileinheit 200 in eine ähnliche Vertiefung in der ersten Schale des Einlasskrümmers vom Schweißrand der zweiten Schale des Einlasskrümmers, hier als Oberseite bezeichnet, eingesetzt werden. Die Patrone 202 kann auf einer Lippe in der Vertiefung im Einlassport aufliegen und ferner durch ein Befestigungsmittel durch das Loch 210 am Einlassport befestigt sein. Die Ventilplatte 204 kann auch in einer benachbarten Einlasskrümmervertiefung aufliegen, so dass die Innenfläche des Ports mit den die Platte 204 umgebenden Wänden des Einlassports bündig ist, wenn sich die Platte in der vollständig eingezogenen Stellung befindet.
  • Die Ventilplatte 204 kann Seitenränder aufweisen, die zum stationären Rand und einem hinteren Rand gegenüber dem stationären Rand senkrecht sind. Bei dieser Ausführungsform biegen sich die Seitenränder so nach außen, dass sie eine Abdichtung bilden, wenn das Ventil eingezogen ist, so dass die Oberfläche der Platte 204 eine Form aufweist, die der Innenwand des Einlassports über und unter dem Ventil ähnlich ist. Diese Plattengeometrie wird in Übereinstimmung mit der angemessenen Einlassportvertiefung verwendet, um eine gleichmäßige Strömungsfläche auf allen Seiten des Einlassports zu erzeugen, wenn das Ventil vollständig eingezogen ist; weiterhin behält es den Luftladungsströmungsquerschnitt über die Länge des Ventils bei. Ähnlich erzeugen die gekrümmten Seitenränder des Ventils, wenn das Ventil geschlossen ist, einen gleichmäßigen Strömungspfad für die Öffnung zu durchquerenden Luftladungseinlass und dichten den gewünschten Teil des Einlasskanals ab.
  • Die Ebene der geschweißten Verbindung in 5 zeigt die Ebene an, entlang der die geschweißten Verbindungen für eine jeweilige Zylinderkopfbank ausgerichtet werden können. Sie kann parallel zur Welle des sich drehenden Ventils sein. Der Einlasskrümmer kann eine Vertiefung, in der sich die Patrone befindet, stromabwärts und neben der geschweißten Verbindung aufweisen. Die Einlasskrümmerfläche stromaufwärts und neben der geschweißten Verbindung kann einen Steg zum Befestigen der Patrone und des Ventils in dem Einlasskrümmer bilden. Eine weitere Vertiefung, die mit der Ventilplatte übereinstimmt, kann sich von der Patronenvertiefung im Einlassport erstrecken. Dies gestattet, dass das Ventil bündig positioniert ist, wenn es vollständig eingezogen ist, so dass seine Außenflächen auf die Innenflächen des Ports ausgerichtet sind.
  • Der in 6 dargestellte Querschnitt ist in 7 gezeigt. Hier ist die Tiefe der gekrümmten Seitenränder an den Seitenrändern der Platte zu sehen. Der abgeflachte Mittelteil der Platte 204 ist bündig mit der Patrone 202 und der Innenwand des Einlassports unter dem Ventil. Die Patrone ist gleichermaßen bündig mit der Innenwand des Einlassports über dem Ventil. Die Patrone 202 liegt auf einer Lippe in der Vertiefung in der Innenwand 212 senkrecht zur Luftladungsströmungsrichtung auf. Die flache Mittelfläche kann vollständig in eine weniger tiefe Vertiefung in der Innenwand des Einlassports, die der Länge des Ventils entspricht, eingezogen werden. Die erste Schale kann über den Flansch 502 am Zylinderblock angebracht sein.
  • Wenn das Ventil geschlossen ist und die Ventilplatte herausgeschoben ist, ist die Luftladungsströmung auf eine Öffnung zwischen dem hinteren Rand der Ventilplatte 204 und der Außenwand 500 des Einlasskrümmerports innerhalb der Begrenzung durch die Seitenwände beschränkt.
  • 8 stellt die erste Schale eines Einlasskrümmers 508 für einen 8-Zylinder-V-Motor dar, die mit einer Ausführungsform des Ventils vor seinem Einsatz kompatibel ist. Für Motoren mit unterschiedlicher Konfiguration und Zylinderanzahl können ähnliche Einlasskrümmer verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform kann eine Betätigungswelle zwei jeweilige röhrenförmige Gehäuse 506, die den beiden Sätzen von 4 Einlasskrümmerports 500 in Reihenkonfiguration entsprechen, durchlaufen. Die Vertiefungen für die Patrone im Einlasskrümmerport sind parallel ausgerichtet, so dass bei der "Aufspieß"-Konfiguration Ventile in Reihenkonfiguration mit einer einzigen Betätigungswelle wirkgekoppelt sein können. Bei einigen Ausführungsformen können die Zylinder in einer einzigen Reihe angeordnet sein, die einer einzigen Reihe von Einlasskrümmerports entspricht und zwei oder mehr Zylinder-Port-Kopplungen darin enthalten kann. Parallele Konfigurationen, wie z. B. der V-Motor, können einen oder mehr Einlasskrümmerports in einer beliebigen der beiden Ausrichtungsreihen aufweisen.
  • Die Betätigungswelle des Ventils kann mit einem oder mehr zusätzlichen Ventilen und einem mit dem Steuersystem kommunizierend gekoppelten Aktuator gekoppelt sein. Bei der obigen Ausführungsform können die beiden Ausrichtungsreihen der Einlassports und der Ventile darin durch zwei jeweilige Wellen betätigt werden. Bei anderen Ausführungsformen können einzelne Ventile getrennt betätigt werden.
  • Die erste Schale eines in 8 gezeigten Einlasskrümmers 508 kann durch einen Flansch 502 und Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben durch Löcher 504, am Zylinderkopf befestigt sein. Das Ventil kann von der Oberseite der ersten Schale eingesetzt werden und die obere Fläche einer ersten Schale kann dann mit der unteren Fläche der zweiten Schale entlang einer horizontalen Fläche verschweißt werden. Hier wird die horizontale Fläche als die Fläche der Krümmerschale in der Ebene, die durch den Querschnitt der Einlasskrümmerports 500 verläuft, verstanden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zur Ventilbetätigung ist in 9 in Diagrammform dargestellt. Lastbedingungen können bei 802 innerhalb eines auf über das gesamte Fahrzeug und Motorsystem verteilte mehrere Sensoren reagierenden Steuersystems bestimmt werden. Die Sensoren können Drosselklappenstellung, MAP, Temperatursensoren, Thermostateinstellung, Zündsteuerung, Feuchtigkeit oder eine andere nicht anderweitig spezifizierte Bedingung bestimmen. Temperaturbedingungen können auch im Auslasskrümmer oder Zylinderkopf bestimmt werden und können die Motorbetriebstemperatur bei 804 angeben. Bei Motoren, die aufgrund von Umgebungsbedingungen oder Inaktivität bei niedrigen Temperaturen laufend, kommt es zu Verlusten beim Verbrennungswirkungsgrad, was zu einer geringeren Kraftstoffeffizienz und höheren Emissionen führt. Bei einem beispielhaften Verfahren kann das Ventil, wenn der Motor unter einer Temperaturschwelle ist, bei 808 mit vollständig herausgeschobener Ventilplatte geschlossen sein, wodurch die maximale Einlassportversperrung und entsprechende Turbulenz erzeugt werden und somit der Verbrennungswirkungsgrad erhöht wird. Das Verfahren kann sich dann bei 824 wiederholen.
  • Wenn sich herausstellt, dass sich die Temperatur im Motor oder Auslasskrümmer bei 806 nicht unter einer Schwelle befindet, kann durch eines der oben erwähnten Verfahren, das auch Temperatur einschließen kann, bestimmt werden, ob sich die Motorlast bei 810 über einer Schwelle befindet. Diese vorbestimmte Schwelle kann einer Motorlast entsprechen, die auf einem maximalen Luftladungseinlass beruht. Wenn die Motorlastschwelle erreicht wird, kann bei 812 das Ventil geöffnet werden und seine Platte vollständig in die Innenwand eingezogen werden, so dass keine Versperrung des Luftladungseinlasses durch das Ventil herbeigeführt wird. Wenn diese Schwelle nicht erreicht worden ist, kann bei 816 bestimmt werden, ob sich die Last verringert hat. Wenn sich die Motorlast verringert hat, kann das Ventil bei 818 um ein gewisses Maß herausgeschoben werden, wodurch die Luftladungsturbulenz bei aufeinanderfolgenden Verbrennungsvorgängen erhöht wird. Andernfalls kann bei 820 bestimmt werden, ob sich die Last erhöht hat. Wenn sich die Last erhöht hat, kann das Ventil bei 822 um ein gewisses Maß eingezogen werden, um eine erhöhte Luftladungsströmung zur Erfüllung der Anforderungen der erhöhten Motorlast zu gestatten, bevor das Verfahren bei 824 wiederholt wird.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann die Ventilstellung im Steuersystem überwacht und durch im Speicher gespeicherte frühere Betätigungen oder durch Stellungssensoren bestimmt werden. Das Steuersystem kann eine vorbestimmte Ventilstellung-zu-Lastbedingung-Korrelation aufweisen, so dass das Ventil nicht als Reaktion auf frühere Lastbedingungen betätigt wird, sondern als Reaktion auf vorherrschende Lastbedingungen in eine Stellung betätigt wird.
  • Ein beispielhaftes Herstellungsverfahren für den Einlasskrümmer unter Verwendung des offenbarten Ventilsystems ist in 10 in Diagrammform dargestellt. Das dargestellte Montageverfahren umfasst bei 900 Befestigen der Lager an der Ventilplatte, dann bei 902 Einsetzen der Platte in die Öffnung in der Patrone. Die zusammengebaute Ventileinheit (200, wie in 4 gezeigt) wird dann bei 904 an der horizontalen oder Schweißfläche in die Oberseite der ersten Schale des Einlasskrümmers eingesetzt. Die Patrone kann bei 906 durch eine Schraube am Einlasskrümmer befestigt werden. Dieses Verfahren kann für jedes mit einer einzigen Betätigungswelle gekoppelte Ventil wiederholt werden. Die Welle kann dann bei 908 durch den Einlasskrümmer eingesetzt werden, wobei sie jede Ventileinheit durch deren jeweiligen Ventilschlitz durchläuft. Die zweite Schale des Einlasskrümmers kann dann bei 910 mit der ersten Schale des Einlasskrümmers verschweißt werden. Aufeinander folgende Schalen können zur Bildung eines Einlasskrümmers bei 912 verschweißt werden. Ein mit einem Steuersystem kommunikativ gekoppelter Wellenaktuator kann dann bei 914 mit der Betätigungswelle gekoppelt werden. Der Krümmer kann dann bei 916 über einen Einlasskrümmerflansch am Zylinderkopf angebracht werden.
  • Einige Motoren können dazu konfiguriert sein, Zylinder mit jeweils zwei oder mehr jeweils mit Luftladungsmischungen verschiedener Kraftstoff-Luft-Zusammensetzungen gekoppelten Kanälen aufzuweisen. Beispielsweise können zusammengegossene ("Siamese"-)Einlässe zwei Einlassports für einen jeweiligen Zylinder aufweisen. Ein mageres Kraftstoffgemisch (Luftmasse ist größer als die Kraftstoffmasse) kann durch einen ersten Kanal eintreten und ein fettes Kraftstoffgemisch (Kraftstoffmasse ist größer als Luftmasse) kann durch einen zweiten Kanal eintreten. Das offenbarte Ventil kann in jedem Kanal zum Zylinderkopf verwendet werden, so dass ein erstes Ventil die Strömung eines mageren Kraftstoffgemischs dosiert und ein zweites Ventil das fette Kraftstoffgemisch. Turbulenzen können durch Modulieren des Einlasses jeder Luftladung erzeugt werden, wobei die Versperrung der jeweiligen Einlasskanäle in Verbindung mit der durch die Diskrepanz bei der Dichte zwischen den beiden Kraftstoffgemischen erzeugten Bewegung wirkt. Diese Ausführungsform bietet die oben erwähnten Vorteile, die sich aus dem vollständigen Einziehen des Ventils in die Innenwand des Einlasskanals sowie aus der erhöhten Präzision bei der Kraftstoffgemischabstimmung durch die Möglichkeit der separaten Betätigung beider Kanäle ergeben.
  • Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Diese Technologie kann ferner auf eine beliebige Art von Antriebsstrang angewendet werden, darunter mit Fahrzeugen mit einem reinen Elektro-, einem Hybridelektro-, einem Plug-In-Hybridelektro-, einem Brennstoffzellen-Elektro- und einem Dieselmotorantrieb in Zusammenhang stehende Antriebsstränge. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können für eine oder mehr einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, stehen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen umfassend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden.
  • Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims (10)

  1. Einlasskrümmer, der Folgendes umfasst: mehrere Einlassports mit entlang einer gemeinsamen Zylinderkopfebene ausgerichteten Auslässen; in jedem Einlassport eine Ventileinheit, die eine Ventilplatte aufweist, die durch eine Welle entlang einer in einer Innenwand vertieften Drehachse drehbar ist; eine geschweißte Verbindung, die jeden Einlassport stromaufwärts der Achse umgibt.
  2. Einlasskrümmer nach Anspruch 1, wobei die Ventileinheit ein Ladungsbewegungssteuerventil ist.
  3. Einlasskrümmer nach Anspruch 1, wobei die Ventilplatte eine Fläche mit derselben Größe und denselben Abmessungen wie eine Querschnittsfläche des Einlassports aufweist, so dass die Ventilplatte in der vollständig herausgeschobenen Stellung die Luftströmung durch den Einlassport blockiert und die Ventilplatte im Vergleich zu einer vollständig eingezogenen Stellung an beiden Seitenrändern von der Innenwand des Einlassports weg einen Bogen aufweist, der mit einem Bogen der Innenwand des Einlassports übereinstimmt.
  4. Einlasskrümmer nach Anspruch 1, wobei sich die Welle neben einer Vertiefung in der Innenwand befindet, die mit der Platte übereinstimmt, so dass eine Außenfläche der Platte bei einer eingezogenen Stellung mit der Innenwand des Einlassports bündig ist.
  5. Einlasskrümmer nach Anspruch 1, wobei sich jeder Einlassport neben der geschweißten Verbindung befindet und die geschweißten Verbindungen entlang einer gemeinsamen Ebene parallel zu einer Kurbelwellenachse ausgerichtet sind.
  6. Einlasskrümmer, der Folgendes umfasst: mehrere Ports mit entlang einer gemeinsamen Kopfebene ausgerichteten Auslässen; in jedem Einlassport eine Ventileinheit mit einer Ventilplatte, die um eine Welle drehbar ist und bündig positioniert ist, wenn sie vollständig eingezogen ist, so dass sie auf Innenflächen der Ports ausgerichtet ist; eine Patrone, die das Ventil hält und in einer Vertiefung im Einlassport positioniert ist, wobei die Patrone durch einen Einlasskrümmersteg in dem Port befestigt ist; und eine geschweißte Verbindung, die jeden Einlassport stromaufwärts der Welle und einen bei der geschweißten Verbindung positionierten Innenwandsteg umgibt.
  7. Einlasskrümmer nach Anspruch 6, wobei die Patrone einen stationären Rand einer Platte und eine Drehwelle, die mit einem rotierenden Aktuator gekoppelt ist, der mit einem Steuersystem mit Anweisungen, die Drehung der Welle als Reaktion auf Betriebsbedingungen in Gang zu setzen, kommunikativ gekoppelt ist, hält.
  8. Einlasskrümmer nach Anspruch 6, wobei eine Wand des Einlassports eine Vertiefung aufweist, die die Patrone enthält und sich neben der geschweißten Verbindung befindet.
  9. Einlasskrümmer nach Anspruch 6, wobei die Welle durch Gummibuchsen in der Patrone gestützt wird.
  10. Einlasskrümmer nach Anspruch 6, wobei die Welle mit mehreren Ventileinheiten in den jeweiligen Einlassports gekoppelt ist.
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