Brennkraftmaschine mit starker Drehbewegung der Luft um die Zylinderlängsachse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit starker Drehbewegung
der Luft um die Zylinderlängsachse und einem auf der Ansaugseite gelegenen verstellbaren,
den Drall beeinflussenden und sich dem Saugkanalquerschnitt anpassenden, scheibenförmigen
Regelorgan.Internal combustion engine with strong air rotation around the cylinder's longitudinal axis
The invention relates to an internal combustion engine with strong rotary motion
the air around the cylinder longitudinal axis and an adjustable one on the intake side,
Disc-shaped, influencing the swirl and adapting to the suction channel cross-section
Regulating body.
Es ist besonders bei kompressionsgezündeten Brennkraftmaschinen mit
direkter Einspritzung bekannt, daß sich die im Saugkanal auftretende Drehgeschwindigkeit
der Luft, d. h. der Drall, nachteilig für das Starten der Maschinen auswirkt. Daher
war es lange das Bestreben, diese Drehgeschwindigkeit für den Startvorgang stets
so klein als möglich zu halten, bzw. weitestgehend zu regeln, was beispielsweise
durch die Anwendung von aus ihrer drallerzeugenden Stellung herausgedrehten Schirmventilen
in gewissem Maße ermöglicht wurde. Auch sind bereits Leitbleche in den Saugkanal
oder nahe der Einströmöffnung des Kanals eingebaut worden, um die Luft zu richten
und damit den Saugrohreinfluß so weit als möglich auszuschalten.It is particularly common in compression-ignition internal combustion engines
direct injection known that the rotational speed occurring in the suction channel
the air, d. H. the twist, has a detrimental effect on starting the machines. Therefore
For a long time it was the aim to always keep this rotational speed for the starting process
to keep as small as possible, or to regulate as much as possible, for example
through the use of umbrella valves rotated out of their swirl-generating position
was made possible to some extent. There are also baffles in the suction channel
or installed near the inlet opening of the duct in order to direct the air
and thus to switch off the intake manifold influence as much as possible.
Ferner ist es bei Dieselmotoren bekannt, eine in der Luftansaugleitung
angeordnete Klappe durch einen Fliehkraftregler so zu steuern, daß beim Anlassen
der Maschine ein nur geringer Durchgangsquerschnitt freigegeben wird. Die im übrigen
bekannten Drosselklappen in der Ansaugleitung von Brennkraftmaschinen vermögen insofern
nicht einen Drallabbau in einem Drallkanal herbeizuführen, als bei einer nur geringen
Verschwenkung der Klappe aus der Schließstellung heraus sogleich ein sich am gesamten
Umfang der Klappe bildender Luftspalt entsteht, durch den aber der von der Kanalform
gebildete Drall erhalten bleibt und keineswegs vernichtet wird. Bei einem vollständigen
Schließen solcher Klappen ist noch dazu die kleine meist vorhandene Leerlaufbohrung
außerstande, eine Drallvernichtung zu bewirken. Um jedoch ideale Anlaßvoraussetzungen
zu schaffen, muß eine weitgehende Vernichtung des Dralls für diese Betriebszustände
angestrebt werden.It is also known in diesel engines to have one in the air intake line
arranged flap to be controlled by a centrifugal governor so that when starting
only a small passage cross-section is released for the machine. The rest
known throttle valves in the intake line of internal combustion engines are able to this extent
not to bring about a swirl reduction in a swirl channel than with only a small one
Swiveling the flap out of the closed position immediately takes place on the whole
The air gap forming the circumference of the flap arises, but through that of the channel shape
formed twist is retained and is in no way destroyed. With a full
Closing such flaps is also the small idle hole that is usually present
unable to effect swirl annihilation. However, to ideal occasion conditions
To create, an extensive destruction of the swirl for these operating conditions must
to be striven for.
Gemäß dem Erfindungsvorschlag wird dies dadurch erreicht, daß in dem
Scheibenkörper eine oder mehrere Aussparungen mit einem derart gestalteten eigenen
oder Gesamt-Durchtrittsquerschnitt vorgesehen und diese Aussparungen bei in Anlaßstellung
befindlichem Regelorgan außerdem in einer derartigen Lage zu den den Drall hervorrufenden
Wandteilen des Saugkanals angeordnet sind, daß für den Anlaßvorgang am Umfang des
Motoreinlaßventils angenähert symmetrische Durchströmung, d. h. fast keine Drallwirkung
stattfindet. Es werden nämlich die drallerzeugenden Stromfäden im Saugkanal durch
die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Lage, Form und Größe der im Regelorgan befindlichen
öffnungen und durch die durch diese Öffnungen angesaugte Luft so durcheinandergewirbelt,
daß die Gleichmäßigkeit der gerichteten Drallströme aufgehoben wird, die sich sonst
bei freiem Luftdurchtritt, d. h. bei Inbetriebstellung befindlichen Regelorganen,
infolge der Formbildung der Kanalwände ausbilden und bestehenbleiben. Die Lage und
Form dieser erfindungsgemäßen Durchtrittsöffnungen im Regelorgan ist natürlich für
jeden Drallkanal verschieden und die nachfolgenden Darstellungen veranschaulichen
lediglich zwei Ausführungsbeispiele für zwei verschieden geformte Drallkanäle.According to the proposal of the invention, this is achieved in that in the
Disk body has one or more recesses with its own designed in this way
or total passage cross-section provided and these recesses in the tempering position
located control member also in such a position to the causing the twist
Wall parts of the suction channel are arranged that for the starting process on the circumference of the
Engine inlet valve approximately symmetrical flow, d. H. almost no swirl effect
takes place. The swirl-generating stream threads in the suction channel are namely through
the proposed according to the invention position, shape and size of those located in the regulating member
openings and so swirled by the air sucked in through these openings,
that the uniformity of the directed swirl currents is canceled, which would otherwise
with free air passage, d. H. control organs in operation at the time of commissioning,
form and persist as a result of the shape of the channel walls. The location and
The shape of this passage openings according to the invention in the regulating member is of course for
each swirl channel is different and the following illustrations illustrate
only two embodiments for two differently shaped swirl channels.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die für den Luftdurchlaß
bestimmten Durchtrittsquerschnitte im Scheibenkörper in an sich bekannter Weise
durch aus dessen Randformung entstehende Aussparungen gebildet. Hierbei erfolgt
die Steuerung des Regelorgans in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von den
Drehzahlen des Motors.In a further embodiment of the invention, the air passage
certain passage cross-sections in the disc body in a manner known per se
formed by recesses resulting from its edge shaping. This takes place
the control of the regulating member in a manner known per se as a function of the
Engine speeds.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen, eingebaut in einen Flansch, Fig. 1 und 2 Draufsicht und teilweisen
Schnitt des in Anlaßstellung befindlichen Regelorgans mit einer Aussparung, und
Fig. 3 und 4 ein solches Organ mit zwei Aussparungen für den Luftdurchtritt, Fig.5
veranschaulicht einen horizontalen Schnitt durch Zylinderkopf und Saugrohr mit im
Flanschteil
untergebrachtem Regelorgan, und zwar gemäß A-A in AnlaßsteIlung
und gemäß B-B in Betriebsstellung, Fig. 6 und 7 zeigen graphische Darstellungen,
Fig. 8 zeigt in schematischer Wiedergabe eine Lösung für die Steuerung des Regelorgans
in Abhängigkeit von der Motordrehzahl.In the drawing, the invention is illustrated, for example,
namely show installed in a flange, Figs. 1 and 2 plan and partial
Section of the control element in the tempering position with a recess, and
Fig. 3 and 4 such an organ with two recesses for the passage of air, Fig.5
illustrates a horizontal section through the cylinder head and intake manifold with im
Flange part
housed control organ, in accordance with A-A in the event position
and according to B-B in the operating position, Figs. 6 and 7 show graphic representations,
Fig. 8 shows a schematic representation of a solution for the control of the regulating member
depending on the engine speed.
In Fig. 1 und 2 ist mit 1 der Flansch benannt, dessen Gesamtdurchtrittsquerschnitt
an dieser Stelle durch die Kreislinie 2 wiedergegeben ist. Der Scheibenkörper 3
kann mittels einer Stange 4 schwenkbar im Flansch 1 gelagert sein und weist eine
Aussparung 5 auf, die von den Scheibenkörper-Randkanten 6 und 7 in ihrer Abmessung
bestimmt wird.In Fig. 1 and 2, the flange is designated with 1, its total passage cross-section
is shown at this point by the circular line 2. The disc body 3
can be pivotably mounted in the flange 1 by means of a rod 4 and has a
Recess 5, which of the disc body edge edges 6 and 7 in their dimensions
is determined.
Die Fig. 3 und 4 zeigen wiederum einen Flansch 10 mit dem Gesamtdurchtrittsquerschnitt
11, in welchen der mittels Führungsstange 12 aufgehängte und schwenkbare Scheibenkörper
13 hineinragt. Dieser Scheibenkörper 13 ist mit einer innerhalb der Scheibenfläche
befindlichen Aussparung 14 und einer zweiten Aussparung 15 versehen, wobei
letztere von den Kanten 16 und 17 begrenzt wird. In der Fig. 5 ist der Zylinderkopf
bei 21 angedeutet, der in den Drallkanal 22 übergeht. In den sich hieran anschließenden
Flansch 23 ist der Scheibenkörper 24 schematisch eingezeichnet. Dieser
Scheibenkörper nimmt beim Anlassen der Maschine, also für die Zerstörung des Dralls,
die Stellung A -A ein und wird hernach für den Betriebs- und Dauerzustand
der Maschine, und zwar als Leitorgan wirkend, in die Stellung B-B geschwenkt. Bei
25 ist ein Teil des Saugrohres angedeutet.3 and 4 again show a flange 10 with the overall passage cross section 11, into which the disc body 13, which is suspended and pivotable by means of a guide rod 12, protrudes. This disk body 13 is provided with a recess 14 located within the disk surface and a second recess 15, the latter being delimited by the edges 16 and 17. In FIG. 5, the cylinder head is indicated at 21, which merges into the swirl duct 22. The disk body 24 is shown schematically in the adjoining flange 23. This disk body assumes position A -A when the machine is started, i.e. for the destruction of the twist, and is then swiveled into position BB for the operational and permanent state of the machine, namely acting as a guide element. At 25 a part of the suction pipe is indicated.
Die Anströmbedingungen für die einzelnen Drallkanäle bei Mehrzylindermotoren
sind bekanntlich verschieden, wie die graphische Darstellung gemäß Fig. 6 erkennen
läßt. Um jedoch diese Verschiedenheit weitgehend auszugleichen, kann jedem der Drallkanäle
beispielsweise ein als Leitorgan wirkendes Regelorgan zugeordnet werden, wodurch
sich schließlich die günstigeren Kurven gemäß Fig. 7 ergeben. Die Scheibenkörperfläche
wirkt also in ihrer Betriebsstellung B-B für die einzelnen DrallkanäIe als Strömungsgleichrichter.
Hierbei kann ferner in Vorschlag gebracht werden, die Steuerung dieser verschiedenen
Regelorgane über ein gemeinsames Zugorgan od. dgl. vorzunehmen.The flow conditions for the individual swirl channels in multi-cylinder engines
are known to be different, as can be seen in the graphic representation according to FIG. 6
leaves. However, in order to largely compensate for this difference, each of the swirl channels
for example, a control organ acting as a guide organ can be assigned, whereby
Finally, the more favorable curves according to FIG. 7 result. The disc body surface
thus acts in its operating position B-B for the individual swirl channels as a flow straightener.
It can also be suggested that these various
Control organs via a common pulling element or the like.
Mit der Einrichtung wird außerdem bewirkt, daß in Anlaßstellung im
Zusammenwirken mit dem Drallkanal die Luftdrehung im Zylinder weitgehend abgebaut
und sogar die Drehrichtung umgekehrt wird. Ferner wird in an sich bekannter Weise
durch die in Anlaßstellung entstehende Drosselung eine hohe Druckdifferenz und durch
diese wiederum ein Temperaturanstieg der Luft hervorgerufen, wodurch sich eine Verbesserung
der Anlaßverhältnisse ergibt.The device also has the effect that in the starting position in
In cooperation with the swirl channel, the air rotation in the cylinder is largely reduced
and even the direction of rotation is reversed. Furthermore, in a manner known per se
due to the throttling that occurs in the starting position, a high pressure difference and through
this in turn caused a rise in air temperature, resulting in an improvement
the circumstances of the occasion.
Bei Verwendung des Scheibenkörpers als Leitorgan gibt dieser in Betriebsstellung
den größtmöglichen Strömungsquerschnitt frei und läßt damit die größtmögliche Drallerzeugung
zu.When the disk body is used as a guide element, it is in the operating position
the largest possible flow cross-section free and thus allows the greatest possible swirl generation
to.