DE1032972B

DE1032972B - Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder

Info

Publication number: DE1032972B
Application number: DEM20597A
Authority: DE
Inventors: Hans Seifert
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1953-10-29
Filing date: 1953-10-29
Publication date: 1958-06-26

Description

Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder Gegenstand der Erfindung ist eine Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder, von denen die gleichartigen Ventile einander diagonal gegenüberliegen und die Einlaßventile mit gleichgerichteten Wirbelschirmen versehen sind.
Bekanntlich ist eine gute Verbrennung, insbesondere bei Dieselmotoren mit direkter Einspritzung, entscheidend von der Luftbewegung im Verbrennungsraum abhängig. Man hat deshalb bereits eine Reihe von Maßnahmen angewendet, wie z. B. Einspritzdüsen mit einer großen Anzahl kleiner Spritzlöcher oder Wirbelschirme an den Einlaßventilen, um der Luft im gesamten Verbrennungsraum eine Drehbewegung zu erteilen.
Bei Brennkraftmaschinen mit zwei Ventilen pro Zylinder wird damit zweifellos eine gewisse Verbesserung erreicht; bei vierventillgen Brennkraftinaschinen bestehen hier aber Schwierigkeiten, weil bei der üblichen Anordnung gleichartiger Ventile nebeneinander die Strömung der Verbrennungsluft im einen Kanal durch den Wirbelschirm des in Strömungsrichtung vorn liegenden Ventils wesentlich gestört wird. Die Luft kann sich dadurch nicht über den gesamten Bremerauen gleichmäßig verteilen, wodtircli Totraumgebiete entstehen, in denen die Mischung von Kraftstoff und Luft unterschiedlich gegenüber der des übrigen Brennrauen; ist. Die mangelhafte Durchinischung wird dabei durch die Anordnung einer zentralen, nach allen Seiten spritzenden Düse noch weiter verschlechtert.
Diese Nachteile sollen dadurch behoben werden. daß bei einer Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder, von denen die gleichartigen Ventile einander diagonal gegenüberliegen und die Einlaßventi.le mit gleichgerichteten Wirbelschirmen versehen sind, erfindungsgemäß hinter den Einlaßventilen zwei in an sieh bekannter Weise einander diametral gegenüberliegende Einspritzdüsen mit einseitig gerichteten Einspritzlöchern vorgesehen werden, aus denen der Brennstoff im Gl-eichstroin mit der im Zylinder kreisenden Luft austritt. Durch eine derartige Anordnung tritt keine gegenseitige Behinderung der Luftströme durch Verwirbelung ein, so daß der gesamte Brennraum gleichmäßig mit kreisender Luft erfüllt und durch die Einspritzung des Brennstoffs an zwei verschiedenen Stellen ein gleichmäßiges Brennstoffluftgeinisch aufbereitet wird. Die erfindungsgeinäß beabsichtigte Wirkung kann weiter dadurch verbessert werden, daß die Einlaßventile in bekannter Weise init' einem größeren Durchmesser ausgeführt werden als die Auslaßventile und außei-deni die Einlaßkanäle bogenförmig in den Verbrennungsraum eingeführt und mit Strömungsleitkörpern versehen werden. Durch die größeren Einlaßventile kann mehr Luft in den Brennrauen gefördert werden, so daß sich auch die Leistung in entsprechendem Maße erhöht. Außerdem wird auch durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen neben einer verbesserten Luftaufteilung im Brennraum bei aufgeladenen Maschinen ein besseres Durchspülen und Freispülen des Kompressionsraumes von Restgasen bewirkt und eine gleichmäßigere Temperaturverteilung am Kolbenboden und im Zylinderdeckel erreicht, wodurch das sogenannte »Dieselgeräusch« wesentlich verringert werden kann.
Es sind zwar vierventilige Brennkraftmaschinen mit einander diagonal gegenüberliegenden gleichartigen Ventilen bekannt, von denen die Ein:laßventile auch mit Wirbelschirmen versehen sind. Ebenso sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Brennstoff durch zwei einander diametral gegenüberliegende Düsen in Umfangsrichtung eingespritzt wird. Die erfindungsgemäß fortschrittliche Wirkung kann jedoch nicht durch die eine oder die andere der beiden genannten Maßnahmen erreichst werden,-sondern tritt lediglich bei deren gleichzeitiger Anwendung auf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen waagerechten Schnitt durch den 7vIinderdeckel einer '\'iertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie I1-11 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1. Der Zylinderdeckel 1 der Brennkraftmaschine ist mit je zwei Finlaßventilen 2 und zwei Auslaßventilen 3 versehen. Durch die an sich bekannte diagonale Anordnung gleichartiger Ventile können die Einlaßventilquerschnitte wesentlich größer als die Auslaßventilquerschnitte werden, ohne daß die Herstellung des Zylinderdeckels erschwert wird. Die Einlaßkanäle 4 und 5 sind in an sich bekannter Weise in einem derartigen Bogen in den Verbrennungsraum geführt, daß die durch die beiden Einlaßventile 2 einströmende Luft im Gleichstrom in den Verbrennungsraum gelangt und dort eine gewünschte Luftbewegung erzeugt. Auf den Einlaßventilen sind Wirbelschirme 6, 7 vorgesehen, die eine weitere Steigerung der Luftbewegung bewirken. Zur Unterstützung der beabsichtigten Luftführung werden in den Einlaßkanälen außerdem an sich bekannte Leitkörper B. 9 angeordnet, welche den eintretenden Luftstrom schon vorher in eine bestimmte Richtung zwingen. Um eine gleichmäßige Durchmischung von Brennstoff und Luft im Brennraum des Zylinders zu erreichen, «-erden erfindungsgemäß hinter den Einlaßventilen 2 in der Nähe des Zylinderrandes zwei Einspritzdüsen 10, 11 einander annähernd diagonal gegenüberliegend angeordnet. Die Spritzlöcher sind dabei nur einseitig an der Düse angebracht, und zwar derart, daß der eintretende Brennstoff nur in Richtung des kreisenden Luftwirbels austritt. Auf diese Weise ergibt sich eine Gemischbildung im Gleichstrom, die eine bessere Verbrennung zur Folge hat. Wie insbesondere aus der Fig. 1 ersichtlich, ergibt sich trotz der vergrößerten Einlaßkanäle keine Beschränkung des Kühlmittelraurnes, so daß ein ungehinderter Kühlmittelkreislauf und damit eine ausreichende Kühlung des Zylinderdeckels gewährleistet ist. Sowohl die Einlaßkanäle 4. 5 als auch die Auslaßkanäle 12, 13 sind jeweils nach einer Zy linderdeckelseite hin geführt. Dadurch ist es möglich, die bisher übliche Leitungsanordnung, d. h. nur ein gemeinsames Auspuffrohr auf der einen Seite und ein gemeinsames Ansaugrohr auf der anderen Maschinenseite, ohne Vergrößerung des Zylinderabstandes oder des Zylinderdeckels beizubehalten. Bei sieh überschneidenden Leitungen 5, 12 kann dabei entweder die Saugleitung 5 oberhalb der Auslaßleitung 12 angeordnet werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich, oder wahlweise, falls die Bauhöhe nicht begrenzt ist, die Einlaßleitung 5 unterhalb der Auslaßleitung 12 vorgesehen sein. Sofern die Einlaßleitung sich unterhalb der Auslaßleitung befindet, ist die Anbringung von Leitkörpern 9 nicht unbedingt erforderlich, da in den langen gekrümmten Ein.laßkanälen der einströmenden Luft ein ausreichender Drall verliehen wird. Es versteht sich dabei von selbst, daß der Querschnitt der Ein- und Auslaßkanäle über die ganze Länge gleich ist und dieser dort, wo er durch Einbauten, z. B. die Ventilführung in Fig. 3, verengt wird, durch entsprechende Ausbildung der Außenwand auf die ursprüngliche Größe erweitert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Viertaktbrennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder, von denen die gleichartigen Ventile einander diagonal gegenüberliegen und die Einlaßventil,e mit gleichgerichteten Wirbelschirmen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Einlaßventilen zwei in an sich bekannter '\7#Teise einander diametral gegenüberliegende Einspritzdüsen mit einseitig gerichteten Einspritzlöchern vorgesehen sind, aus denen der Brennstoff im Gleichstrom mit der im Zvlinder kreisenden Luft austritt.
2. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d@aß in an sich bekannter Weise die Einlaßventile einen größeren Durchtrittsquerschnitt als die Auslaßventile aufweisen.
3. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Ein:laßkanäle bogenförmig in den Verbrennungsraum eingeführt werden.
4. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in den Einlaßkanälen zur Luftführung Strömun.gsleitkörper vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 646 433, 580 352; britische Patentschriften Nr. 241529, 589 602, 431 144: französische Patentschrift Nr. 603 189.