DE1292938B - Zylinderkopf fuer eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Selbstzuendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf Wendepunkt an einen konzentrisch zur Zylinderfür eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Selbst- achse liegenden, gedachten Kreis führen, so daß die zündung, der einen einzigen, konkaven, im wesent- durch den Lufteinlaßkanal eintretende Luft einen liehen halbkugelförmigen Brennraum festlegt und Wirbel um die Zylinderachse erzeugt und das längs mit dem Zylinder der Maschine derart verbunden ist, 5 des Lufteinlaßkanals, längs des Abgasauslaßkanals daß der Krümmungsmittelpunkt des Brennraums im und innerhalb des Wirbels strömende Gas dieselbe wesentlichen auf der Längsachse des Zylinders liegt, Drehrichtung aufweist.

wobei der Zylinderkopf weiterhin einen gekrümmten Auf diese Weise werden die zu Energieverlusten

Lufteinlaßkanal sowie einen gekrümmten Abgas- führenden wiederholten Änderungen der Drehrichauslaßkanal aufweist. Bei einem bekannten Zylinder- io tung vermieden, und die Wirksamkeit der Wirbelkopf dieser Art sind Ein- und Auslaßkanal in der- .. bildung als auch die Unterstützung des Spülens des selben Richtung gekrümmt und im Zylinderkopf der- ■ Zylinders durch den Wirbel werden stark verbessert. art angeordnet, daß die.in den Brennraum eintretende Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind

Luft im Einlaßkanal" einen Rechtsdrall erhält, dann die Außenflächen der die Enden des Lufteinlaßeinen Wirbel im Brennraum erzeugt, der einen Links- 15 kanals bzw. des Abgasauslaßkanals bildenden Flandrall aufweist, und schließlich aus dem Wirbel wieder sehen parallel zur Zylinderachse und gegeneinander mit einem Rechtsdrall¹ in den Auslaßkanal einströmt. geneigt angeordnet. Diese Ausbildung ermöglicht Die Luft bzw. das Abgas durchläuft also keine in einen besonders einfachen und zweckmäßigen Angleicher Richtung gekrümmte Bahn, sondern muß bau der Ansaug- und Abgassammelleitungen, seine Krümmungsrichtung mehrfach ändern, wo- 20 Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise durch ein Teil der Energie der Luft verlorengeht. dargestellt und wird im folgenden im einzelnen er-Die Umlenkung aus dem Einlaßkanal in den Wirbel läutert.

verringert zweifellos die Energie des Wirbels und Fig. fist ein Querschnitt durch einen Zylinderwirkt sich unmittelbar auf die Verbrennungsgüte aus, kopf nach der Linie 1-1 der F i g. 2 und zeigt einen während die Umlenkung aus dem linksdrehenden 25 Teil des Zylinderblocks, einen Teil einer Brennstoff-Wirbel in den Auslaßkanal das Ausspülen der Ab- einspritzdüse und Teile der beiden Tellerventile; gase verschlechtert. . F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der

Es sind weiterhin Zylinderkopfausbildungen be- ^; Fig. 1, bei dem die Brennstoffeinspritzdüse, die kannt, bei denen durch die Führung des Lufteinlaß- Tellerventile und die Ventilführungen weggelassen kanals die Bildung eines Wirbels im Brennraum 30 sind.

unterstützt wird. Bei einer bekannten Ausführung ist Nach Fig. 1 ist der Zylinderkopf 10 an einem

der Zylinderkopf, der eine Vorkammer aufweist, mit Zylinderblock 11 mittels acht Bolzen befestigt, die einem gekrümmten Einlaßkanal versehen, der einen nicht dargestellt sind. Die Bolzen sind mit ihren Wirbel hervorrufen könnte. Der Auslaßkanal liegt unteren Enden im Zylinderblock 11 befestigt und aber mit seiner Achse genau auf einem Radius, so 35 fassen durch Bohrungen 12 hindurch, welche in daß die Abgase beim Ausströmen in keiner Weise F i g. 2 zu erkennen sind.

durch den Wirbel unterstützt werden. Der Zylinderblock 11 ist in einer Bohrung 13 mit

Eine andere bekannte Ausführung betrifft einen einer nassen Zylinderlaufbuchse 14 versehen, die mit Zylinderkopf mit zwei Einlaß- und zwei Auslaß- einem Flansch 15 zwischen Flächen 16 und 17 des ventilen für jeden Zylinder, bei dem der eine Einlaß- 40 Zyßnderblocks 11 und des Zylinderkopfes 10 gekanal schräg derart angeordnet ist, daß er einen halten wird.

Wirbel um die Zylinderachse erzeugen kann, wäh- Der Zylinderkopf 10 legt einen konkaven, im

rend der zweite Einlaßkanal parallel zum ersten wesentlichen halbkugelförmigen Brennraum 23 fest, Kanal liegt und deshalb vor dem Ventilsitz eine Art bei dem der Krümmungsmittelpunkt auf der Längs-Wirbel- oder Umlenkkammer aufweist, durch die 45 achse der Zylinderlaufbuchse 14 liegt. Weiterhin sind die aus diesem Kanal austretende Luft möglichst durch den Zylinderkopf 10 ein Lufteinlaßkanal 24 tangential in den Wirbel eingeleitet wird. Die beiden und ein Abgasauslaßkanal 25 festgelegt, die mit ent-Auslaßkanäle liegen jedoch wieder so, daß auf keinen sprechenden Ventilsitzeinsätzen 26 und 27 versehen Fall die Wirbelbildung das Ausströmen durch die sind. Koaxial zum Ventilsitzeinsatz 26 wird ein Ein-Auslaßkanäle unterstützt. 50 laßtellerventil 28 axial verschiebbar in einer Ventil-

Schließlich ist noch ein Zylinderkopf bekannt, bei führung 29 geführt, die in einer Bohrung 30 sitzt, dem das Einlaßventil parallel zur Zylinderachse an- welche sich vom Lufteinlaßkanal 24 bis zu einer geordnet ist, wobei der Kanal so ausgebildet ist, daß Kammer 31 durch den Zylinderkopf 10 erstreckt. Die unterhalb des Ventils ein Wirbel gebildet wird. Auch Kammer 31 ist durch einen Kipphebeldeckel 32 verhier liegen aber die Auslaßkanäle derart, daß der 55 schlossen. Koaxial zum Ventilsitzeinsatz 27 wird ein gebildete Wirbel das Abströmen der Abgase nicht Auslaßtellerventil 33 axial verschiebbar in einer Venunterstützen kann. tilführung 34 geführt, die in miteinander fluchtenden Ziel der Erfindung ist ein Zylinderkopf der erläu- Bohrungen 35 und 36 liegt, welche sich im Zylinderterten Art, bei dem der Lufteinlaßkanal und der Ab- kopf 10 vom Abgasauslaßkanal 25 zu einer Kühlgasauslaßkanal derart angeordnet und ausgebildet 60 mittelkammer 22 bzw. von der Kühlmittelkammer sind, daß die Bildung eines Wirbels im Brennraum bis zu einer Kammer 37 erstrecken, die durch einen unterstützt wird, der seinerseits das Ausströmen der Kipphebeldeckel 38 verschlossen ist. Durch schräg Abgase aus dem Brennraum unterstützt. - angeordnete Bohrungen 42 und 43, die — wie F i g. 2 Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch zeigt — im Zylinderkopf 10 ausgebildet sind, fassen erreicht, daß der Lufteinlaßkanal und der Abgas- 65 nicht dargestellte Stoßstangen hindurch, die in beauslaßkanal gleichsinnig gekrümmt und derart ge- kannter Weise über unter den Kipphebeldeckeln 32 richtet sind, daß ihre in den Brennraum projezierten und 38 liegenden Kipphebeln die Tellerventile 28 und Mittellinien tangential und im wesentlichen ohne 33 in axialer Richtung gegen die Wirkung von Rück-

holfedern von den Ventilsitzeinsätzen 26 und 27 abheben.

Am Zylinderkopf 10 ist weiterhin in bekannter Weise eine Brennstoffeinspritzdüse 44 angebracht, die durch eine Bohrung 45 in der Wandung des Brennraums 23 hindurchfaßt, so daß die Düse 46 zwischen dem Einlaßtellerventil 28 und dem Auslaßtellerventil 33 liegt. Die Brennstoff einspritzdüse 44 liegt in einer rohrförmigen Hülse 47, deren eines Ende mit einem Zentrieransatz 48 in der Nähe der xo Bohrung 45 in den Zylinderkopf 10 einfaßt, während das andere Ende in einer Bohrung 49 liegt, die in der oberen Wandung des Zylinderkopfes 10 ausgebildet ist.

Zum Anbringen einer nicht dargestellten Einlaß-Sammelleitung am Lufteinlaßkanal 24 ist ein Flansch 62 vorgesehen, während der Abgasauslaßkanal 25 mit einem Flansch 63 versehen ist, an dem die nicht dargestellte Auslaßsammelleitung angeschlossen wird. In F i g. 2 ist die Mittellinie des Lufteinlaßkanals 24 so durch die Linie 64 angedeutet, während die Mittellinie des Abgasauslaßkanals 25 mit 65 bezeichnet ist. Die Linie 1-1 in F i g. 2 deutet die Ebene an, in der die Achsen der Tellerventile 28 und 33 liegen. Es ist ersichtlich, daß diese Ebene rechtwinklig zur Zeichenebene liegt.

Die Mittellinie 64 verläuft zum Ventilsitzeinsatz 26 hin von einem Punkt 66 aus, der in der Mitte des durch den Flansch 62 gebildeten Einlasses und nach F i g. 2 deutlich auf der einen Seite der Ebene 1-1 liegt. Aus F i g. 1 geht hervor, daß der Punkt 66 weiterhin relativ zum Ventilsitz 26 auf der anderen Seite als der Brennraum 23 liegt. Auf diese Weise führt der Lufteinlaßkanal 24 die Luft schräg zur Längsachse der Zylinderlaufbuchse 14 in den Brennraum 23 und den Zylinder ein, wie es der Pfeil 67 in Fig. 1 andeutet, und zwar längs einer Tangente zu einem gedachten Kreise 68, der um die Längsachse der Zylinderlaufbuchse 14 gezogen ist, wie es F i g. 2 zeigt. Wegen dieser Anordnung des Lufteinlaßkanals 24 wird ein wünschenswerter Wirbel um die Längsachse der Zylinderlaufbuchse 14 erzeugt, der in Fig. 2 durch den Pfeil69 angedeutet ist.

Dieser so drehende Wirbel ist auch dann noch vorhanden, wenn die eingesaugte Luft verdichtet worden ist, wenn Brennstoff eingespritzt wurde und wenn der Arbeitshub vollendet ist. Die Mittellinie 65 ist ebenfalls eine Tangente an den gedachten Kreis 68 und verläuft vom Ventilsitz 27 zum Mittelpunkt des durch den Flansch 63 festgelegten Auslasses. Aus F i g. 2 ist deutlich zu erkennen, daß der Mittelpunkt 70 auf derselben Seite der Ebene 1-1 wie der Mittelpunkt 66 liegt. F i g. 1 zeigt, daß der Punkt 70 ebenfalls relativ zum Ventilsitzeinsatz 27 auf der anderen Seite wie der Brennraum 23 liegt. Wegen dieser Anordnung des Abgasauslaßkanals 25 strömen die verbrannten Gase, sobald das Auslaßtellerventil 33 geöffnet wird, leicht in den Abgasauslaßkanal 25 ein und ein Teil der Wirbelenergie der verbrannten Gase wird dazu ausgenutzt, die verbrannten Gase durch den Abgasauslaßkanal 25 zu treiben.

Der dargestellte Zylinderkopf 10 ist zur Verwendung bei einer aufgeladenen Schiffsmaschine bestimmt, bei der das Einlaßtellerventil 28 geöffnet wird, bevor das Auslaßtellerventil 33 geschlossen wird, so daß der Brennraum 23 durchgespült wird und sämtliche Spuren des verbrannten Gases beseitigt werden, bevor das Auslaßtellerventil 33 geschlossen wird. Es ist deshalb klar, daß die Anordnung des Lufteinlaßkanals 24 eine wünschenswerte Drehwirkung auf die Spülluft ausübt und daß die Anordnung des Abgasauslaßkanals 25 die Strömung der Spülluft und den Austritt der Abgase aus dem Brennraum 23 unterstützt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Anordnung des Lufteinlaßkanals und des Abgasauslaßkanals 25 es ermöglicht, daß ihre Krümmungsradien größer sind, als es bei den bisherigen Vorschlägen möglich war. Weiterhin gestattet die Neigung der Achsen der Tellerventile 28 und 33 die Anwendung besonders großer Querschnitte, so daß die Öffnungsquerschnitte der beiden dargestellten Tellerventile mit den Querschnitten einer Vierventil-Anordnung bei Brennräumen mit ebener Begrenzung und derselben Bohrung vergleichbar sind.

Wenn auch die Erfindung an Hand eines Zylinderkopfes für einen einzigen Zylinder erläutert wurde, läßt sie sich doch leicht auch bei Zylinderköpfen für zwei oder mehr Zylinder anwenden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zylinderkopf für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Selbstzündung, der einen einzigen, konkaven, im wesentlichen halbkugelförmigen Brennraum festgelegt und mit dem Zylinder der Maschine derart verbunden ist, daß der Krümmungsmittelpunkt des Brennraums im wesentlichen auf der Längsachse des Zylinders liegt, wobei der Zylinderkopf weiterhin einen gekrümmten Lufteinlaßkanal sowie einen gekrümmten Abgasauslaßkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaßkanal (24) und der Abgasauslaßkanal (25) gleichsinnig gekrümmt und derart gerichtet sind, daß ihre in den Brennraum (23) projizieren Mittellinien (64,65) tangential und im wesentlichen ohne Wendepunkt an einen konzentrisch zur Zylinderachse liegenden, gedachten Kreis (68) führen, so daß die durch den Lufteinlaßkanal (24) eintretende Luft einen Wirbel um die Zylinderachse erzeugt und das längs des Lufteinlaßkanals (24), längs des Abgasauslaßkanals (25) und innerhalb des Wirbels strömende Gas dieselbe Drehrichtung aufweist.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der die Enden des Lufteinlaßkanals (24) bzw. des Abgasauslaßkanals (25) bildenden Flanschen (62, 63) parallel zur Zylinderachse liegen und gegeneinander geneigt angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen