DE10213334A1

DE10213334A1 - Internal combustion engine for motor bikes, cars and lorries comprises a mixture-processing system, an air filter unit, and a controllable shut-off unit inserted between the inlet valve and the air filter unit

Info

Publication number: DE10213334A1
Application number: DE2002113334
Authority: DE
Inventors: Robert Wirtz; Rainer Wirtz
Original assignee: Bastra Dipl Ing Otten & C GmbH
Current assignee: Bastra Dipl Ing Otten & C GmbH
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-09
Also published as: ITBZ20030018A1

Abstract

Internal combustion engine with at least two inlet valves and at least two inlet channels (4.1, 4.2) comprises a mixture-processing system, an air filter unit, and a controllable shut-off unit (1) inserted between the inlet valve and the air filter unit. An Independent claim is also included for an alternative internal combustion engine. Preferred Features: The shut-off unit is connected to at least one inlet channel, especially in the region of the inlet of a cylinder head between the air filter unit and the cylinder head. A rotary disk valve element is inserted as an adjusting element in shut-off unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit wenigstens zwei Einlassventilen und zumindest zwei Einlasskanälen für Krafträder, PKWs und LKWs mit einem Gemischaufbereitungssystem und einer Luftfiltereinheit. The present invention relates to an internal combustion engine with at least two inlet valves and at least two Inlet ducts for motorcycles, cars and trucks with one Mixture processing system and an air filter unit.

Herkömmliche Verbrennungsmotoren sind in vielfältigster Form und Ausführung auf den Markt bekannt und erhältlich. Sie dienen insbesondere zum Antreiben von bspw. Krafträdern, PKWs, LKWs etc. Conventional internal combustion engines are in the most varied Form and design known and available on the market. They are used in particular to drive e.g. Motorcycles, cars, trucks etc.

Diese besitzen Zylinderköpfe, die als Zweitakt- oder Viertaktventilköpfe ausgebildet sind. These have cylinder heads that act as two-stroke or Four-stroke valve heads are formed.

Bevorzugt sind mindestens zwei Einlassventile in einem Zylinderkopf vorgesehen, um ein Kraftstoff-Gasgemisch einem Verbrennungsraum zuzuführen. At least two inlet valves in one are preferred Cylinder head provided to a fuel-gas mixture Feed combustion chamber.

Herkömmlich ist bekannt, dass zur Einsparung von Kraftstoff eines der beiden Einlassventile mechanisch entkoppelt und während einem Betreiben im Teillastbereich geschlossen wird. It is conventionally known to save fuel one of the two inlet valves is mechanically decoupled and closed during operation in the partial load range becomes.

Nachteilig hieran ist jedoch, dass insbesondere bei kleineren Verbrennungsmotoren ein mechanisch grosser Aufwand erforderlich ist, um einen entsprechenden Zylinderkopf derart auszuführen, dass ein Ventil mechanisch abgeschaltet werden kann. The disadvantage of this, however, is that in particular smaller internal combustion engines a mechanically large one Effort is required to find an appropriate one Cylinder head designed such that a valve is mechanical can be switched off.

Zudem ist eine derartige Technologie nicht geeignet, um bestehende Verbrennungsmotoren nachzurüsten bzw. umzurüsten. In addition, such a technology is not suitable for retrofitting existing combustion engines or convert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem auf sehr kostengünstige und effektive Weise eine Kraftstoffeinsparung möglich ist. Zudem soll die Strömungeschwindigkeit des einströmenden Luft-Gas-Gemisches erhöht werden können. The present invention is therefore the object based on an internal combustion engine of the type mentioned Way of creating with which in a very inexpensive and effective way of saving fuel is possible. In addition, the flow velocity of the inflowing Air-gas mixture can be increased.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale des Hauptanspruches 1 sowie des nebengeordneten Anspruches 2. The features of the main claim 1 and the independent claim 2 lead to the solution of this problem.

Bei der vorliegenden Erfindung wird zwischen dem zumindest einem Einlassventil und der Luftfiltereinheit eine regelbare Absperreinheit eingesetzt. Die regelbare Absperreinheit ist vorzugsweise in einem Einlassstutzen integriert und verschliesst durch Betätigen eines Drehschieberelementes od. dgl. zumindest einen Einlasskanal. In the present invention, at least between the an inlet valve and the air filter unit adjustable shut-off unit used. The controllable Shut-off unit is preferably in an inlet connection integrated and closes by pressing one Rotary slide element or the like. At least one Inlet channel.

Dabei ist wichtig bei der vorliegenden Erfindung, dass das Verschliessen eines Einlasskanales vollständig erfolgt. It is important in the present invention that Closure of an inlet channel is complete.

Vorzugsweise sind in einem Einlassstutzen zum Anschliessen an einen Zylinderkopf, an eine Luftfiltereinheit, an ein Gemischaufbereitungssystem od. dgl. zwei Einlasskanälen gebildet. Über die Absperreinheit, insbesondere das Drehschieberelement kann ein Einlasskanal abgesperrt werden. Preferably are in an inlet port for connection to a cylinder head, to an air filter unit, to a Mixture processing system or the like. Two inlet channels educated. About the shut-off unit, especially that Rotary slide valve can shut off an inlet duct become.

Dies geschieht insbesondere in einem Teillastbereich, um dem Verbrennungsmotor, insbesondere Verbrennungsraum nur zumindest teilweise ein Luft-Gas-Gemisch zuzuführen und hierdurch Kraftstoff einzusparen. This happens in particular in a partial load range the internal combustion engine, especially the combustion chamber only at least partially supply an air-gas mixture and thereby saving fuel.

Wichtig ist ferner bei der vorliegenden Erfindung, dass insbesondere im Volllastbereich der Einlasskanal vollständig geöffnet wird, und gleichzeitig gewährleistet bleibt, dass der Strömungsquerschnitt der vollständigen Absperreinheit, insbesondere im Einlassstutzen unbeeinträchtigt bleibt und hierdurch keine Strömungsverluste auftreten. It is also important in the present invention that especially in the full load range of the intake duct fully opened, while ensuring remains that the flow cross section of the complete Shut-off unit, especially in the inlet connection remains unaffected and therefore none Flow losses occur.

Es wird gewährleistet, dass eine entsprechende radiale Ausnehmung im Drehschieberelement vorgesehen ist, die im wesentlichen mit dem Querschnitt des zu verschliessenden Einlasskanales übereinstimmt. It ensures that an appropriate radial Recess is provided in the rotary slide element, which in essentially with the cross section of the to be closed Inlet duct matches.

Dabei kann die Absperreinheit bzw. der Einlassstutzen bspw. direkt an einen Zylinderkopf anschliessen, einer Luftfiltereinheit nachgeschaltet sein oder einem Gemischaufbereitungssystem, insbesondere Vergaser, Einspritzeinheit, Direkteinspritzeinheit od. dgl. vor- oder nachgeschaltet sein. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. The shut-off unit or the inlet connection can, for example, connect directly to a cylinder head, one Air filter unit downstream or one Mixture preparation system, in particular carburetor, Injection unit, direct injection unit or the like downstream. The invention is not based on this limited.

Auch ist sogar denkbar, die Absperreinheit, insbesondere in den Einlassbereich des Zylinderkopfes zu integrieren. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen. It is even conceivable that the shut-off unit, in particular in to integrate the intake area of the cylinder head. This should also be within the scope of the present invention.

Auf diese Weise lässt sich sehr kostengünstig und effektiv bei Betreiben eines Verbrennungsmotors im Teillastbereich ein Einlasskanal manuell und/oder automatisch mittels einer beliebigen Verstelleinrichtung, einem Stellantrieb, einem Stellmotor od. dgl. zu verschliessen, wobei durch vollständiges Öffnen bei Volllastbereich oder im Bereich zwischen Teillast und Volllast strömungsverlustfrei die Einlasskanäle geöffnet sind. This way it can be very inexpensive and effective when operating an internal combustion engine in the partial load range an inlet duct manually and / or automatically by means of a any adjustment device, an actuator, a Servomotor or the like. To close, whereby by fully open at full load or in the area between partial load and full load flow loss free Inlet channels are open.

Sind bspw. mehrere Ventile oder mehrere Einlasskanäle im Zyklinderkopf vorhanden, so ist auch denkbar, mehrere Einlasskanäle in oben beschriebener Weise zu verschliessen, um zusätzlich Kraftstoff einzusparen. For example, if there are multiple valves or multiple inlet channels in the Cyclinder head available, so it is also conceivable to have several To close inlet channels in the manner described above, to save additional fuel.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Further advantages, features and details of the invention emerge from the description below more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1a eine Seitenansicht auf die Absperreinheit, integriert in einem Einlassstutzen; Figure 1a is a side view of the shutoff unit, integrated in an inlet port.

Fig. 1b eine Seitenansicht eines Drehschieberelementes der Absperreinheit; FIG. 1b is a side view of a rotary valve element of the shut-off unit;

Fig. 2a eine weitere Seitenansicht der Absperreinheit, integriert in dem Einlassstutzen gemäss Fig. 1a; 2a shows a further side view of the shutoff unit, integrated into the intake manifold of FIG. 1A.

Fig. 2b eine weitere Seitenansicht des Drehschieberelementes gemäss Fig. 1b; FIG. 2b shows a further side view of the rotary valve element in accordance with Fig. 1b;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Gehäuse der Absperreinheit, integriert in einem Einlassstutzen; Fig. 3 is a plan view of a housing of the shutoff unit, integrated in an inlet port;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Absperreinheit, integriert in dem Einlassstutzen gemäss Fig. 1a; FIG. 4 shows a side view of the shut-off unit, integrated in the inlet connection according to FIG. 1a;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Absperreinheit mit Einlassstutzen entlang Linie V-V in Fig. 4; 5 shows a longitudinal section through the shut-off unit with inlet port along line VV in Fig. 4.

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Absperreinheit, integriert im Einlassstutzen gemäss Fig. 4 entlang Linie VI-VI. Fig. 6 shows a cross section through the shut-off unit, integrated in the inlet port according to FIG. 4 along line VI-VI.

Gemäss Fig. 1a ist eine Absperreinheit 1 in einem Einlassstutzen 2 integriert, und weist ein Gehäuse 3 auf, welches mit dem Einlassstutzen 2 fest verbunden ist. According to FIG. 1 a, a shut-off unit 1 is integrated in an inlet connector 2 and has a housing 3 which is firmly connected to the inlet connector 2 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Einlassstutzen 2 zweiteilig ausgebildet und weist zwei Einlasskanäle 4.1, 4.2 auf. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Einlasskanäle 4.1, 4.2 strömungsbegünstigt oval ausgebildet. Die vorliegende Erfindung sei jedoch hierauf nicht beschränkt. In the present exemplary embodiment, the inlet connector 2 is formed in two parts and has two inlet channels 4.1 , 4.2 . In the preferred exemplary embodiment, the inlet channels 4.1 , 4.2 are oval in a flow-favored manner. However, the present invention is not limited to this.

Um den Einlasskanal 4.1 abzusperren, lässt sich in das Gehäuse 3 der Absperreinheit 1 ein vorzugsweise zylindrisch ausgebildetes Drehschieberelement 5 einsetzen, welches einends ein Betätigungselement 6 aufweist und in dessen Mantelfläche 7 eine radiale Ausnehmung 8 eingeformt ist. Die radiale Ausnehmung 8 ist vorzugsweise exzentrisch und aussermittig eingeformt und entspricht vorzugsweise dem Strömungsquerschnitt des Einlasskanales 4.1. In order to shut off the inlet channel 4.1 , a preferably cylindrical rotary slide element 5 can be inserted into the housing 3 of the shut-off unit 1 , which has an actuating element 6 at one end and a radial recess 8 is formed in the outer surface 7 thereof. The radial recess 8 is preferably formed eccentrically and off-center and preferably corresponds to the flow cross section of the inlet channel 4.1 .

Ist das Drehschieberelement 5 in das Gehäuse 3 der Absperreinheit 1 eingesetzt, so lässt sich durch axiales Verdrehen bspw. am Betätigungselement 6 der Einlasskanal 4.1 vollständig freigeben, so dass dieser vollständig strömungs- und verlustfrei, ohne dessen Strömungsquerschnitt zu verändern, durchströmt werden kann. If the rotary slide element 5 is inserted into the housing 3 of the shut-off unit 1 , the inlet channel 4.1 can be completely released by axially rotating, for example, the actuating element 6 , so that it can be flowed through without loss of flow and without changing its flow cross-section.

Wird das Drehschieberlement 5 radial verdreht, so lässt sich durch die exzentrisch angeordnete radial Ausnehmung 8 der Einlasskanal 4.1 wählbar verändern und insbesondere verschliessen. If the rotary slide element 5 is rotated radially, the eccentrically arranged radial recess 8 allows the inlet channel 4.1 to be changed and, in particular, closed.

Dies ist dann von grossem Vorteil, wenn im Teillastbereich der Verbrennungsmotor dann nur über einen Einlasskanal mit Luftkraftstoffgemisch versorgt wird. This is of great advantage when in the partial load range the internal combustion engine then only with an inlet channel Air fuel mixture is supplied.

Ferner soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, das Drehschieberelement 5 innerhalb der Absperreinheit 1bzw. Öffnung 10 des Gehäuses bspw. mittels Deckelelementen od. dgl. zu sichern. Furthermore, it should be within the scope of the present invention to secure the rotary slide element 5 within the shut-off unit 1 or opening 10 of the housing, for example by means of cover elements or the like.

Jeweils endseits der Einlassstutzen 2 sind Flansche 9 vorgesehen, die dem Festlegen der Absperreinheit 1 bzw. des Einlassstutzens 2 an einem Zylinderkopf und/oder einer Luftfiltereinheit und/oder an einem Gemischaufbereitungssystem dienen. Diese sind hier nicht näher dargestellt. Flanges 9 are provided at each end of the inlet connector 2 , which serve to fix the shut-off unit 1 or the inlet connector 2 on a cylinder head and / or an air filter unit and / or on a mixture preparation system. These are not shown in detail here.

Wichtig ist bei der vorliegenden Erfindung, dass bspw. im Teillastbereich sich der Einlasskanal 4.1 mittels der Absperreinheit 1 vollständig verriegeln und verschliessen lässt, so dass insgesamt sich die Strömungsgeschwindigkeit in dem verbleibenden offenen anderen Einlasskanal 4.2 erhöht, so dass in den Zylinderkopf, insbesondere das einströmende Gasgemisch optimierter einströmt und hierdurch ein höherer Wirkungsgrad erzeugt wird. It is important in the present invention that, for example, in the partial load range, the inlet duct 4.1 can be completely locked and closed by means of the shut-off unit 1 , so that overall the flow velocity in the remaining open other inlet duct 4.2 increases, so that the cylinder head, in particular the inflowing one The gas mixture flows in in an optimized manner and a higher efficiency is thereby generated.

Ferner ist von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung, dass das entsprechende Drehschieberelement 5 jegliche Formen eines Einlasskanales durch Anpassung der radialen Ausnehmung 8 annehmen kann, so dass in einer geöffneten Stellung der Absperreinheit 1 keine Strömungsverluste, insbesondere beim Betreiben eines Verbrennungsmotors im Volllastbereich auftreten. A further advantage of the present invention is that the corresponding rotary slide element 5 can take any form of an inlet channel by adapting the radial recess 8 , so that in an open position of the shut-off unit 1 there are no flow losses, in particular when operating an internal combustion engine in the full load range.

Wird Teillast gefordert, so lässt sich manuell und/oder automatisch durch Verdrehen des Drehschieberelementes 5 der Einlasskanal 4.1 verschliessen. Dadurch lässt sich erheblich Kraftstoff einsparen. If partial load is required, the inlet channel 4.1 can be closed manually and / or automatically by turning the rotary slide element 5 . This saves a lot of fuel.

In den Fig. 2a und 2b sind jeweils die Absperreinheit 1 sowie das Drehschieberelement 5 aufgezeigt, aus welchem die radiale Ausnehmung 5 hervorgeht. In FIGS. 2a and 2b, the shut-off unit 1 and the rotary valve element 5 are shown, from which the radial recess 5 is evident.

In Fig. 3 ist in der Draufsicht die Absperreinheit 1, integriert in den Einlassstutzen 2 dargestellt, wobei in eine Öffnung 10 des Gehäuses 3 der Absperreinheit 1 das Drehschieberelement 5 einsetzbar ist. Die Öffnung 10 überschneidet sich im Inneren des Einlassstutzens 2 vollständig mit dem Einlasskanal 4.1. In Fig. 3, the shut-off unit 1 is shown in plan view, integrated in the inlet port 2 , wherein the rotary slide element 5 can be inserted into an opening 10 of the housing 3 of the shut-off unit 1 . The opening 10 completely overlaps with the inlet duct 4.1 in the interior of the inlet connector 2 .

Wie ferner aus Fig. 2a ersichtlich ist, sind die Einlasskanäle 4.1, 4.2 über einen Trennsteg 11 im Einlassstutzen 2 voneinander getrennt. As can also be seen from FIG. 2a, the inlet channels 4.1 , 4.2 are separated from one another via a separating web 11 in the inlet nozzle 2 .

Aus den Fig. 4, 5 und 6 gehen jeweils die Seitenansicht, ein Längsschnitt und ein Querschnitt der Absperreinheit 1 bzw. des Einlassstutzens 2 hervor. Aus diesen ist ersichtlich, dass die Öffnung 10 den Einlasskanal 4.1 vollständig durchdringt. The side view, a longitudinal section and a cross section of the shutoff unit go 1 or the inlet port 2 shown in each of FIGS. 4, 5 and 6. From these it can be seen that the opening 10 completely penetrates the inlet channel 4.1 .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll auch liegen, dass bspw. lediglich das Drehschieberelement 5 als Schieberelement ausgebildet ist, um durch Verschieben in axialer Richtung des Drehschieberelementes 5 den Einlasskanal 4.1 zu öffnen oder vollständig zu verschliessen. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt. Positionszahlenliste 1 Absperreinheit
2 Einlassstutzen
3 Gehäuse
4 Einlasskanal
5 Drehschiebereelement
6 Betätigungselement
7 Mantelfläche
8 Radiale Ausnehmung
9 Öffnung
10 Trennsteg
It is also intended to be within the scope of the present invention that, for example, only the rotary slide element 5 is designed as a slide element in order to open or completely close the inlet channel 4.1 by sliding in the axial direction of the rotary slide element 5 . The invention is not restricted to this. Item number list 1 shut-off unit
2 inlet ports
3 housing
4 inlet duct
5 rotary slide element
6 actuating element
7 outer surface
8 radial recess
9 opening
10 separator

Claims

1. Internal combustion engine with at least two inlet valves and at least two inlet channels ( 4.1 or 4.2 ) for motorcycles, cars and trucks with a mixture preparation system and an air filter unit, characterized in that a controllable shut-off unit ( 1 ) is inserted between the at least one inlet valve and the air filter unit.

2. Internal combustion engine with at least two inlet valves and at least two inlet channels ( 4.1 or 4.2 ) for motorcycles, cars and trucks with a mixture preparation system and an air filter unit, characterized in that a controllable shut-off unit ( 1 ) for closing in at least one inlet channel ( 4.1 or 4.2 ) at least one inlet channel ( 4.1 or 4.2 ) is used.

3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the shut-off unit ( 1 ) can be connected to at least one inlet duct ( 4.1 or 4.2 ), in particular in the region of the inlet of a cylinder head between the air filter unit and the cylinder head.

4. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that when the shut-off unit ( 1 ) is open, a flow cross section of the inlet ducts ( 4.1 or 4.2 ) is also unchanged in the area of the shut-off unit ( 1 ).

5. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the shut-off unit ( 1 ) detects any cross-sectional shape of the inlet channel ( 4.1 or 4.2 ) in an open position.

6. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the controllable shut-off unit ( 1 ) is inserted approximately transversely into an inlet channel ( 4.1 or 4.2 ).

7. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that in the shut-off unit ( 1 ) a rotary slide element ( 5 ) is used as an actuator.

8. Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the rotary slide element ( 5 ) is rotatably inserted in a housing ( 3 ), the housing ( 3 ) and the at least one inlet channel ( 4.1 or 4.2 ) forming a unit.

9. Internal combustion engine according to claim 7 or 8, characterized in that the rotary slide element ( 5 ) is cylindrical and is provided with a radial recess ( 8 ) which corresponds approximately to the cross section of an inlet channel ( 4.1 or 4.2 ).

10. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the housing ( 3 ) is integrated in an inlet port ( 2 ) in which two separate inlet channels (4.1, or 4.2) are provided.

11. Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the inlet connector ( 2 ) can be connected to a cylinder head of an internal combustion engine and areas in the cylinder head are divided between one or the other inlet valve.

12. Internal combustion engine according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the mixture preparation system is arranged in front of or behind the shut-off unit ( 1 ).

13. Internal combustion engine according to at least one of claims 9 to 12, characterized in that by rotating the rotary slide element ( 5 ) manually or by means of a servomotor, the radial recess ( 8 ) of the rotary slide element ( 5 ) within the housing ( 3 ) for closing the inlet channel ( 4 ) is rotatable and / or displaceable.

14. Internal combustion engine according to at least one of claims 7 to 13, characterized in that the at least one inlet channel ( 4.1 or 4.2 ) can be closed or opened completely without loss of flow by radial rotation of the rotary slide element ( 5 ) or by axial displacement of the rotary slide element ( 5 ).