DE19619782A1 - Einlaßsystem für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Einlaßsystem für eine Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Einlaßsystem für eine Verbrennungs­ kraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung eines Ansaug­ leitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine. Das Ein­ laßsystem und das Herstellungsverfahren sind besonders zur Verwendung bei einer Verbrennungskraftmaschine mit Schicht­ ladung geeignet.
In den letzten Jahren wurde viel Forschungs- und Entwicklungs­ arbeit bei Verbrennungskraftmaschinen mit Schichtladung durch­ geführt, bei denen ein vertikaler Wirbel, d. h. eine Wälzströ­ mung in der Verbrennungskammer während des Ansaughubes gebil­ det wird, um eine effiziente Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer zu ermöglichen.
Eine solche bekannte Verbrennungskraftmaschine, bei der die Wälzströmung bis zu einem späteren Stadium eines darauffolgen­ den Verdichtungshubes aufrechterhalten wird, ist in Fig. 20 gezeigt.
Fig. 20 zeigt den Aufbau eines Zylinders 1A der Verbrennungs­ kraftmaschine, der so ausgestaltet ist, daß Wälzströmungen erzeugt werden. Fig. 20 zeigt außerdem einen sich hin- und herbewegenden Kolben 2, einen Einlaßkanal 4, eine Einlaßkanal­ öffnung 4A und eine Verbrennungskammer 7.
Die Verbrennungskammer 7 ist zwischen der Oberwand des in den Zylinder 3A eingesetzten Kolbens 2 und der unteren Wand des Zylinderkopfes 3 ausgebildet. Die Einlaßkanalöffnung 4A ist so in dem Zylinderkopf 3 ausgebildet, daß der Einlaßkanal 4 über die Einlaßkanalöffnung 4A in die Verbrennungskammer 7 mündet.
Bei Dieselmotoren, bei denen hauptsächlich Dieselkraftstoff oder dergleichen verwendet wird, ist es gängige Praxis gewor­ den, den Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer einzu­ spritzen und einer Selbstzündung durch verdichtete Luft in der Verbrennungskammer zu unterwerfen, um die Leistung zu erhal­ ten.
In der letzten Zeit wurden außerdem verschiedene Benzinmotoren mit Zylindereinspritzung vorgeschlagen, bei denen der Kraft­ stoff direkt in jede Verbrennungskammer eingespritzt wird, um das Ansprechverhalten der Motoren zu verbessern.
Eine spezielle Ausbildung eines solchen Benzinmotors mit Zylindereinspritzung wird im folgenden kurz beschrieben. Bei einem Benzinmotor mit Zylindereinspritzung ist eine Zündkerze als Zündeinrichtung erforderlich. Diese Zündkerze ist in der Verbrennungskammer angeordnet. Außerdem ist in dem Zylinder­ kopf eine Einspritzeinrichtung beispielsweise auf der Seite des Einlaßventils angeordnet.
Bei einer solchen Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderein­ spritzung ist es außerdem erwünscht, den Kraftstoffverbrauch dadurch zu verbessern, daß eine Wirbelströmung von Ansaugluft in der Verbrennungskammer gebildet wird und eine Magerver­ brennung mit einem Luft/Kraftstoffgemisch durchgeführt wird, das magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffge­ misch.
Bei einer solchen Konstruktion wurde deshalb Wert auf die Bildung der Wirbelströmung der Ansaugluft gelegt. Hierzu wird die Ansaugluftströmung aus dem Einlaßkanal möglichst parallel zur unteren Wand des Zylinderkopfs eingeführt und dann dazu gebracht, sich entlang der Innenumfangswand des Zylinders so zu bewegen, daß eine wirbelähnliche Ansaugluftströmung gebil­ det wird.
Bei einer solchen Konstruktion ist es jedoch zur Bildung der wirbelähnlichen Ansaugluftströmung erforderlich, den Einlaßka­ nal so parallel wie möglich zur unteren Wand des Zylinderkopfs anzuordnen. Bei einer Verbrennungskraftmaschine mit Zylinder­ einspritzung verbleibt daher kein ausreichender Platz zur Anordnung der Einspritzeinrichtung.
Es wurde daher beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. HEI-6-146886 in Betracht gezogen, einen starken vertikalen Wirbel (Wälzströmung) so in der Verbrennungskammer zu bilden, daß die Verbrennungskraftmaschi­ ne auch in einem Magerbetriebsmodus stabil betrieben werden kann.
Mit dieser Technik läßt sich jedoch die Bildung eines ver­ tikalen Wirbels mit hohem Wälzgrad ziemlich schlecht errei­ chen, da der Einlaßkanal in Richtung der Mittelachse des zugeordneten Zylinders gekrümmt ist.
Um mit diesem Problem fertigzuwerden, wurde die in Fig. 20 gezeigte Konstruktion vorgeschlagen, bei der der Einlaßkanal von der Mittelachse des entsprechenden Zylinders so weggebogen (oder weggeneigt) ist, daß ein vertikaler Wirbel mit einem hohen Wälzgrad sicher gebildet werden kann.
Es besteht jedoch auch bei dieser Technik das Problem, daß die Bildung einer Wirbelströmung mit ausreichender Stärke schwie­ rig wird, wenn das Volumen der Verbrennungskammer einen be­ stimmten Wert überschreitet.
Wenn das Volumen der Verbrennungskammer groß wird, wird die in den Zylinder angesaugte Ansaugluftströmung stärker. Wie es in Fig. 20 gezeigt ist, trifft die Ansaugluftströmung beim Ein­ tritt in den Zylinder 1A aus dem Einlaßkanal 4 auf einen Kopf­ abschnitt 61a eines Einlaßventils 61, so daß die Ansaugluft­ strömung zu beiden Seiten des Kopfabschnitts 61a verzweigt wird. Das Einlaßventil 61 bildet daher einen Ansaugwiderstand und wirkt sich ungünstig auf die Bildung eines vertikalen Wirbels in dem Zylinder 1A aus.
Bei einer solchen Verbrennungskraftmaschine mit Schichtladung ist es erwünscht, die Ansaugluftströmung mit minimalen Störun­ gen in die Verbrennungskammer 7 einzuführen, damit die Bildung einer geschichteten Wälzströmung mit der Ansaugluftströmung vereinfacht wird.
Der Einlaßkanal 4 ist mit dem Einlaßventil 61 versehen. Ein Teil der Ansaugluftströmung kann deshalb auf den Schaftab­ schnitt 61b auftreffen, so daß die Ansaugluftströmung gestört werden kann. Wenn ein Teil der Ansaugluftströmung auf den Schaftabschnitt 61b auftrifft, treten nämlich Wirbel in der Strömung hinter dem Schaftabschnitt 61b auf, wodurch ein Bereich gebildet wird, in dem die Ansaugluftströmung eine geringere Geschwindigkeit hat.
Deshalb wird die Strömungsgeschwindigkeit hinter dem Schaft­ abschnitt 61b kleiner, und es findet ein wesentlicher Strö­ mungsverlust statt. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß die Bildung von starken Wälzströmungen in der Verbrennungskammer verhindert wird. Zur Bildung einer starken Wälzströmung, d. h. im weiteren Sinne auch zur Verbesserung der Wirkung der An­ saugluftströmung, ist es erforderlich, eine Störung der An­ saugluftströmung durch den Schaftabschnitt 61b zu verhindern.
Die Integrierung eines erhöhten Abschnitts, der sich zur Unterdrückung einer Störung der Ansaugluftströmung von der Innenumfangsfläche des Einlaßkanals 4 in einen Strömungskanal erstreckt, bringt das Problem mit sich, daß beim Gießen bauli­ che Abweichungen auftreten können, was möglicherweise zur Folge hat, daß die Wirksamkeit der Ansaugluftströmung inner­ halb der einzelnen Einlaßkanäle unterschiedlich ist.
Außerdem hat ein Einlaßkanal im allgemeinen einen komplexen Innenaufbau. Es ist deshalb nicht leicht, in einem solchen Einlaßkanal einen erhöhten Abschnitt mit vorgegebenen Dimen­ sionen zu bilden. Die Bildung eines solchen erhöhten Ab­ schnitts erfordert außerdem mehr Arbeitsaufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Einlaßsy­ stem sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ansaugleitungs­ abschnitts für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, die den Ansaugwiderstand des Einlaßventils verringern, eine gleichmäßige Ansaugluftströmung in den Zylinder ermöglichen und die Bildung eines vertikalen Wirbels mit ausreichender Stärke gewährleistet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die erste Ausführungsform eines Einlaßsystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser ersten Ausführungsform sind Gegenstand der Patentan­ sprüche 2 bis 6.
Die Ausgestaltung der ersten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Einlaßsystems ermöglicht es, den Ansaugwiderstand gegen die Ansaugluftströmung beim Eintritt der Ansaugluft­ strömung in die Verbrennungskammer wesentlich zu verringern und einen starken vertikalen Wirbel in der Verbrennungskammer zu bilden. Auch wenn die Verbrennungskammer der Verbrennungs­ kraftmaschine ein relativ großes Volumen hat, kann ein aus­ reichender vertikaler Wirbel gebildet werden, was den Vorteil mit sich bringt, daß ein stabiler Verbrennungszustand auch dann erhalten werden kann, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis magerer ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhält­ nis. Außerdem kann die Ansaugluftströmung in der Hälfte auf der Seite der Bezugsebene sicher verstärkt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch die zweite Ausführungsform des Einlaßsystems nach Patentanspruch 11 gelöst, die in Patentansprüchen 7 bis 25 vorteilhaft wei­ tergebildet ist.
Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ein­ laßsystems ist das Begradigungselement stromabwärts des Schaftabschnitts in dem Einlaßkanal angeordnet, um die An­ saugluftströmung in der Nähe des Schaftabschnitts zu begradi­ gen. Hiedurch ist es möglich, eine Störung der Strömung hinter dem Schaftabschnitt zu verhindern, wenn die Ansaugluftströmung in der Nähe des Schaftabschnitts innerhalb des Einlaßkanals vorbeiströmt. Unabhängig von der Ausbildung des Einlaßkanals kann der Strömungsverlust verringert werden, wodurch es mög­ lich ist, die Ansaugleistung zu verstärken.
Wenn die Bildung einer Wälzströmung in dem Zylinder durch die Ansaugluftströmung erwünscht ist, wird es durch die Begradi­ gung der Ansaugluftströmung ermöglicht, eine starke Wälzströ­ mung in dem Zylinder (Verbrennungskammer) zu erzeugen. Durch Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungshubes kann ein Magerbetrieb sicher durchgeführt werden, wobei von der Wälz­ strömung Gebrauch gemacht wird. Nach Zusammenbruch der Wälz­ strömung kann sich eine stärkere Störung entwickeln. Diese Störung nach dem Zusammenbruch kann vorteilhaft zur Zerstäu­ bung und Vermischung des Kraftstoffes verwendet werden, wodurch die Verbrennung verbessert wird. Dies hat den Vorteil, daß ein sicherer stöchometrischer Betrieb durch Kraftstoffeinsprit­ zung während des Ansaughubes durchgeführt werden kann.
Außerdem ist der Schaftabschnitt so angeordnet, daß er be­ züglich des Einlaßkanals in Richtung einer Seite des Einlaßka­ nals an seiner stromaufwärtigen Seite geneigt ist. Die Achse der durch den Einlaßkanal hindurchgehenden Ansaugluftströmung ist zu einer Seite der Mittelachse des Einlaßkanals geneigt. Dies ermöglicht die Bildung einer stärkeren Wälzströmung in der Verbrennungskammer. Es ist beispielsweise möglich, durch Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungshubes einen sichereren Magerbetrieb durchzuführen, wobei von der Wälz­ strömung Gebrauch gemacht wird. Nach dem Zusammenbruch der Wälzströmung kann sich eine stärkere Störung entwickeln. Diese Störung nach dem Zusammenbruch kann vorteilhaft zur Zerstäu­ bung und Vermischung des Kraftstoffs genutzt werden, wodurch die Verbrennung gefördert wird. Der stöchometrische Betrieb kann deshalb sicherer durch Kraftstoffeinspritzung während des Ansaughubes durchgeführt werden.
Außerdem ist der Einlaßkanal so angeordnet, daß er sich ent­ lang der Achse des Zylinders auf einer Seite der Bezugsebene erstreckt, die die Zylinderachse enthält. Ein äußerer Bereich des Einlaßkanals ist deswegen unbesetzt, weshalb genügend Platz zur Anordnung eines Anbringungsabschnitts für eine Einspritzeinrichtung bleibt, an dem eine Einspritzeinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff angebracht wird.
Sowohl der Befestigungsabschnitt für die Einspritzeinrichtung (einschließlich der Einspritzeinrichtung selbst) als auch die Zündkerze können deshalb optimal angebracht werden.
Es ist außerdem möglich, die Ansaugluftströmung hinter dem Schaftabschnitt dadurch zu begradigen, daß das Begradigungs­ element als konvexer Abschnitt ausgebildet wird, der so an­ geordnet ist, daß er sich von der Innenwand des Einlaßkanals in Richtung der stromabwärtigen Seite des Schaftabschnitts erstreckt. Das Begradigungselement kann in einem vorher be­ stimmten Abstand von dem Schaftabschnitt stromabwärts des Schaftabschnitts angeordnet werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch das Verfahren zur Herstellung des Ansaugleitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 16 gelöst, das in dem Patentanspruch 17 vorteilhaft weitergebildet wird. Mit diesem Verfahren kann das Einlaßsy­ stem einer Verbrennungskraftmaschine mit einfachen Schritten hergestellt werden, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
Ein noch einfacheres Verfahren zur Herstellung eines Ansaug­ leitungsabschnitts ist Gegenstand des Patentanspruchs 18.
Schließlich wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine dritte Ausführungsform des Einlaßsystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 31 gelöst, die in den Patent­ ansprüchen 32 bis 34 vorteilhaft weitergebildet ist.
Bei dieser dritten Ausführungsform des Einlaßsystems wird der der Ansaugluftströmung entgegengesetzte Ansaugwiderstand beim Eintritt der Ansaugluftströmung in die Verbrennungskammer deutlich reduziert, was den Vorteil mit sich bringt, daß in der Verbrennungskammer ein vertikaler Wirbel gebildet werden kann. Ein ausreichender vertikaler Wirbel kann auch dann gebildet werden, wenn die Verbrennungskammer der Verbrennungs­ kraftmaschine ein relativ großes Volumen aufweist. Dies hat den Vorteil, daß ein stabiler Verbrennungszustand auch bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis erreicht werden kann, das geringer ist als das stöchometrische Luft/Kraftstoffverhält­ nis. Außerdem kann die Strömung in der auf der Seite der Be­ zugsebene liegenden Hälfte des Einlaßkanals sicher verstärkt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, Störungen in der Strömung hinter dem Schaftabschnitt zu unterdrücken, wenn die Ansaug­ luftströmung in der Nähe des Schaftabschnitts in dem Einlaßka­ nal vorbeiströmt. Unabhängig von der Ausbildung des Einlaßka­ nals kann ein Strömungsverlust verringert werden, wodurch es möglich ist, die Ansaugleistung zu verbessern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Einlaßsystems für eine Verbrennungskraftmaschine,
Fig. 2 eine schematische Gesamtansicht des inneren Aufbaus der ersten Ausführungsform des Einlaßsystems;
Fig. 3 eine Vorderansicht, die die Einlaßkanäle der ersten Ausführungsform des Einlaßsystems zeigt;
Fig. 4A bis Fig. 4I Querschnittsansichten in Richtung der Pfeile IVA-IVA bis IVI-IVI von Fig. 2 bzw. 3 eines Einlaßkanals der ersten Ausführungsform des Einlaßsystems und eine zugeordnete Zündkerze;
Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau der ersten Ausführungsform des Einlaßsy­ stems zeigt;
Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Wir­ kungsweise der ersten Ausführungsform des Einlaßsy­ stems;
Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Kennwerte der ersten Ausführungsform des Einlaßsystems;
Fig. 8A bis 8J, die Fig. 4A bis 4I gleichen, eine Modifizie­ rung der ersten Ausführungsform des Einlaßsystems;
Fig. 9 eine schematische Querschnittsansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform des Einlaßsystems;
Fig. 10 eine schematische Querschnittsansicht, die die wesent­ lichen Merkmale der zweiten Ausführungsform des Ein­ laßsystems zeigt;
Fig. 11 den Schnitt XI-XI von Fig. 10;
Fig. 12A bis 12D schematische Teilquerschnittsansichten, die die Modifizierungen der zweiten Ausführungsform des Einlaßsystems zeigen und jeweils dem Querschnitt in Richtung der Pfeile XI-XI von Fig. 10 entsprechen;
Fig. 13 eine schematische Teilansicht einer weiteren Modifi­ zierung der zweiten Ausführungsform des Einlaßsystems mit einem konvexen Abschnitt;
Fig. 14 eine schematische Teilansicht einer weiteren Modifi­ zierung der zweiten Ausführungsform des Einlaßsystems, die einen anderen konvexen Abschnitt zeigt;
Fig. 15 eine schematische Querschnittsansicht, die eine weite­ re Modifizierungsform der zweiten Ausführungsform des Einlaßsystems zeigt und Fig. 11 entspricht;
Fig. 16 ein Diagramm, das die verbessernden Auswirkungen auf einen Wälzgrad erläutert, die durch die zweite Aus­ führungsform des Einlaßsystems erreicht werden;
Fig. 17 eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Ein­ laßabschnittes einer Verbrennungskraftmaschine zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnittes der Verbrennungskraftmaschi­ ne;
Fig. 18 den Schnitt XVIII-XVIII von Fig. 17;
Fig. 19 eine schematische Querschnittsansicht, die den Gesamt­ aufbau einer dritten Ausführungsform des Einlaßsystems zeigt;
Fig. 20 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskraftma­ schine mit Zylindereinspritzung.
Der Aufbau der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einlaßsystems ist in den Fig. 1 bis 8J gezeigt.
Eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylindereinspritzung weist einen Zylinderkopf 1 mit vier Ventilen pro Zylinder 3A auf, wobei bei jedem Zylinder 3A jeweils zwei Einlaß- und zwei Aus­ laßventile vorgesehen sind.
In den Fig. 2 und 5 ist gezeigt, daß zwischen einem Kolben 2 und dem Zylinderkopf 1 eine Verbrennungskammer 7 ausgebildet ist. In dem Zylinderkopf 1 der Verbrennungskammer 7 sind ein Einlaßkanal 4 und ein Auslaßkanal 5 angeordnet. Zur Verein­ fachung ist in den Zeichnungen nur ein Einlaßkanal 4 gezeigt, obwohl jede Verbrennungskammer 7 mit zwei Einlaßkanälen 4 ver­ sehen ist. Dies gilt auch für die Auslaßkanäle 5.
Außerdem sind ein Einlaßventil 61 und ein Auslaßventil (nicht gezeigt) in Öffnungen 4A, 5A der Einlaß- bzw. Auslaßkanäle 4, 5 angeordnet, die in die Verbrennungskammer 7 münden. Die Öffnungen 4A, 5A werden durch die Einlaß- bzw. Auslaßventile 4, 5 geöffnet oder geschlossen. Fig. 2 zeigt, daß außerdem eine Ventilschaftführung 51 für das Einlaßventil 61 vorgesehen ist.
In Fig. 5 ist gezeigt, daß die Verbrennungskammer 7 auf einer Seite einer Bezugsebene 40 mit zwei Einlaßkanälen 4 versehen ist. Die Bezugsebene 40 ist eine imaginäre Ebene, die die Mittelachse 42 des Zylinders 3A und die Mittelachse der Kur­ belwelle (nicht gezeigt) enthält. Auf der anderen Seite der Bezugsebene 40 sind zwei Auslaßkanäle 5 (siehe Fig. 2) an­ geordnet. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist außerdem eine Zündkerze 20 über ein Kerzenbefestigungsloch 1B an oder in der Nähe der Mitte des oberen Abschnitts der Verbrennungskammer 7 angeordnet, d. h. in der Bezugsebene 40.
Die Fig. 1 bis 3 und 5 zeigen, daß jeder Einlaßkanal 4 so angeordnet ist, daß er sich von dem Zylinderkopf 1 im wesent­ lichen nach oben erstreckt. Wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist er bezüglich einer Befestigungsfläche des Zylinderkopfs 1 etwas geneigt angeordnet. Der einlaßventilsei­ tige obere Abschnitt der Verbrennungskammer 7 der Verbren­ nungskraftmaschine hat daher die Form eines Pultdaches.
In den Fig. 5 und 6 ist gezeigt, daß der Zylinderkopf 1 auf der Seite der Einlaßkanäle 4 mit einer Einspritzeinrichtung (Kraftstoffeinspritzventil) 18 für eine Zufuhr von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 7 versehen ist. Diese Einspritz­ einrichtung 18 ist mit einer Einspritzdüse 18A versehen, die an dem freien Endabschnitt der Einspritzeinrichtung 18 der Verbrennungskammer 7 gegenüberliegend so angeordnet ist, daß der Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 7 eingespritzt wird.
Die Einspritzeinrichtung wird beispielsweise durch ein Steuer­ gerät (nicht gezeigt) gesteuert, wodurch der Kraftstoff in vorherbestimmten Mengen zu vorherbestimmten Einspritzzeitpunk­ ten eingespritzt wird.
Es wird nun der Befestigungsabschnitt der Einspritzeinrichtung 18 beschrieben. Da die zwei Einlaßkanäle 4 so angeordnet sind, daß sie sich von dem Zylinderkopf 1 aus im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken, ist um die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 genügend Platz zur Anbringung der Einspritz­ einrichtung 18 vorhanden. Es ist ein großer Spielraum zur Festsetzung der Lage der Einspritzeinrichtung 18 bezüglich der Zündkerze 20 vorhanden, wodurch es möglich ist, die Einspritz­ einrichtung 18 an einer Stelle anzuordnen, die zur Einsprit­ zung des Kraftstoffs optimal ist.
Wie obenstehend beschrieben wurde, ist der Kolben 2 passend in den Zylinder 3A eingesetzt. Ein ausgesparter Abschnitt (ge­ krümmter Abschnitt) 2A ist in dem oberen Abschnitt des Kolbens 2 ausgebildet, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Dieser ausgespar­ te Abschnitt 2A ist in dem oberen Abschnitt des Kolbens 2 in einem Bereich angeordnet, der unterhalb der Einlaßkanäle 4 liegt, und wird von einer nach unten gerichteten, konvex gekrümmten Fläche gebildet.
Der ausgesparte Abschnitt 2A ist an einer Stelle angeordnet, die bezüglich der Bezugsebene 40 in Richtung der Einlaßkanäle 4 versetzt ist, und hat beispielsweise eine sich nach unten erstreckende, konvex gekrümmte sphärische Form.
Auf der Seite unterhalb der Auslaßkanäle 5 ist der obere Abschnitt des Kolbens 2 als auslaßventilseitige Oberwand 2B ausgebildet, die angrenzend an den ausgesparten Abschnitt 2A auf einem höheren Niveau als dieser angeordnet ist. Die aus­ laßventilseitige Oberwand 2B ist mit dem ausgesparten Ab­ schnitt 2A verbunden.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wird deshalb eine kompakte Verbrennungskammer 7A mit einer Form gebildet, die von dem ausgesparten Abschnitt 2A des Kolbens 2, der Innenwand 1A des Zylinders und dem Zylinderkopf 1 umgeben wird, wenn der Kolben 2 seine Stellung erreicht hat, die der Beendigung des Ver­ dichtungshubs entspricht.
Bei dieser Verbrennungskraftmaschine mit direkter Zylinderein­ spritzung ist jeder Einlaßkanal 4 so ausgebildet, daß er teilweise einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt hat, wie es in den Fig. 1 und 4A gezeigt ist.
Der Einlaßkanal 4 mit dem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt bzw. einem im wesentlichen dreieckförmigen Quer­ schnitt ist so ausgebildet, daß er auf seiner stromaufwärtigen Seite nicht halbkreisförmig ist und in Richtung seines strom­ abwärtigen Endes im wesentlichen halbkreisförmig wird, wie es in den Fig. 4A bis 4I gezeigt ist. Darüber hinaus sind die in den Fig. 4A bis 4I gezeigten Querschnittsformen so gestaltet, daß sie gleichmäßig miteinander verbunden sind, um eine wesentliche Störung der Ansaugluftströmung zu vermeiden.
Außerdem ist der Einlaßkanal 4 so ausgebildet, daß er in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 eine im wesentlichen halbkreisförmige Gestalt hat, wie es in Fig. 4A gezeigt ist.
Diese halbkreisförmige Form ist so ausgebildet, daß eine Hälfte eines quer verlaufenden Querschnitts des Einlaßkanals 4, die der Bezugsebene 40 zugewandt ist, breiter ist als die andere Hälfte. Genauer gesagt ist der Einlaßkanal 4 so ausge­ bildet, daß ein gerader Abschnitt (d. h. verbreiterter Ab­ schnitt) der halbkreisförmigen Form der Mittelachse 42 (siehe Fig. 5) des Zylinders 3A zugewandt und ein Kreisbogenabschnitt des halbkreisförmigen Abschnitts der Seitenwand 1A des Zylin­ ders 3A zugewandt ist.
Die Fig. 1, 2 und 6 zeigen, daß der Einlaßkanal 4 dahinge­ gen in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte und in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 mit einem erhöhten Ab­ schnitt 60 versehen ist, der als Führungsabschnitt für eine gleichmäßige Führung der durch den Einlaßkanal 4 geströmten Ansaugluftströmung von der Öffnung 4A des Einlaßkanals in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A dient. Bei einer Betrachtung aus einer Richtung, in der die Bezugsebene 40 die Mittelachse 42 des Zylinders 3A überlappt und als eine einzige Linie zu sehen ist, (d. h. in der Stellung von Fig. 1), ist der erhöhte Abschnitt 60 als vorspringender Hügel ausgebildet, der in Richtung der Mittelachse 42 des Zylinders 3A so gekrümmt ist, daß sich die Ansaugluftströmung in einer Richtung weg von der Mittelachse 42 des Zylinders 3A in dem Einlaßkanal 4 konzentriert.
Der erhöhte Abschnitt 60 ist so angeordnet, daß die Ansaug­ luftströmung in dem Einlaßkanal 4 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 von der Seite der Mittelachse 42 des Zylin­ ders 3A in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A versetzt ist.
Da der Querschnitt des Einlaßkanals 4 in der Nähe seiner Öffnung 4A eine halbkreisförmige Form hat, die auf der Seite der Mittelachse des Zylinders 3A wie oben beschrieben erwei­ tert ist, geht ein Großteil der Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 hindurchgeht, durch den Einlaßkanal 4 auf der der Mittelachse des Zylinders 3A zugewandten Seite hin­ durch, d. h. durch die Hälfte, die der Bezugsebene 40 zugewandt ist.
Außerdem wird durch die Anordnung des erhöhten Abschnitts 60 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 die Ansaugluft­ strömung durch den erhöhten Abschnitt 60 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 so geführt, daß die Ansaugluft­ strömung von der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 1 in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 1 in dem Einlaßkanal 4 versetzt ist.
Die Ansaugluftströmung strömt daher in Richtung der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 weiter, nachdem sie wie oben beschrieben abgelenkt wurde. Bei Öffnung des Einlaßventils 61 kann die An­ saugluftströmung daher durch die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 auf der Seite der Innenwand 1A des Zylinders 3A in die Ver­ brennungskammer 7 strömen. Der Einfallwinkel der Ansaugluft­ strömung gegen den Kopfabschnitt 61A zum Zeitpunkt eines Einlasses wird daher spitz, so daß der Ansaugwiderstand an dem Ventilkopf 62 wesentlich reduziert ist.
Außerdem ist die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 wie oben er­ wähnt in dem Zylinderkopf 1 angeordnet, der eine Pultdachform hat, und der Kopfabschnitt 61a des Einlaßventils 61 ist so angeordnet, daß der Kopfabschnitt 61a höher auf der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 1 angeordnet ist. Der Einfall­ winkel der Ansaugluftströmung gegen den Kopfabschnitt 61a wird deswegen spitzer.
Daher tritt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, der größte Teil der Ansaugluftströmung in dem Einlaßkanal 4 gleichmäßig zwischen dem Kopfabschnitt 61a des Einlaßventils 61 und der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 ein, wenn das Einlaßventil 61 geöffnet wird. Hierdurch wird vermieden, daß die Ansaugluftströmung direkt auf den Schaftabschnitt 61a des Einlaßventils 61 auf­ tritt und deswegen gestört wird.
Die Ansaugluftströmung wird dadurch daran gehindert, daß sie durch die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 auf der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 3A in die Verbrennungskammer 7 strömt. Statt dessen kann sie stärker von einer Seite in die Verbrennungskammer strömen, die näher an der Innenwand 1A des Zylinders 1 liegt. Es ist daher möglich, in dem Zylinder 3A einen starken Wirbel (Wälzströmung TF) in Uhrzeigerrichtung zu erzeugen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.
Durch den ausgesparten Abschnitt 2A des Kolbens 2 wird die Bildung eines vertikalen Wirbels (Wälzströmung TF) dann unterstützt.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wird dahingegen zwischen der auslaßventilseitigen oberen Wand 2B der oberen Wand des Kol­ bens 2 und der auslaßventilseitigen oberen Wand der Verbren­ nungskammer 7 ein Quetschbereich 2C gebildet.
Die Fig. 2, 5 und 6 zeigen, daß die durch den Einlaßkanal 4 geströmte Ansaugluftströmung deshalb nach unten in Richtung des Kolbens 2 strömt, entlang des ausgesparten Abschnitts 2A des Kolbens 2 geführt wird und dann nach oben strömt, wodurch die Wälzströmung TF gebildet wird. Die Auslegung ist daher so, daß die Ansaugluftströmung innerhalb der Verbrennungskammer 7 entlang des ausgesparten Abschnitts 2A strömt und die Bildung der Wälzströmung TF unterstützt.
Darüber hinaus bildet eine in Richtung der Zündkerze 20 fort­ schreitende Strömung eine gequetschte Strömung SF durch den Quetschbereich 2C, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Diese ge­ quetschte Strömung SF wird durch die auslaßventilseitige Oberwand 2B und die obere Wand der Verbrennungskammer 7 ge­ führt und schreitet in Richtung der Mitte des oberen Ab­ schnitts der Verbrennungskammer 7 weiter. Die gequetschte Strömung SF und die Wälzströmung TF treffen aufeinander, so daß eine verstärkte Strömung eines Luft/Kraftstoffgemischs gebildet wird.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung der ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Einlaßsystems strömt eine Ansaug­ luftströmung während eines Ansaughubes der Verbrennungskraft­ maschine durch jeden Einlaßkanal 4 und dann durch die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 in die Verbrennungskammer 7.
Kraftstoff wird durch die Einspritzdüse 18A der Einspritz­ einrichtung 18 direkt in die Verbrennungskammer 7 einge­ spritzt. Da die Einspritzeinrichtung 18 durch das Steuergerät (nicht gezeigt) gesteuert wird, wird der Kraftstoff zu einem geeigneten Zeitpunkt von der Einspritzeinrichtung 18 einge­ spritzt und mit der angesaugten Luft zu einem Luft/Kraftstoff­ gemisch vermischt.
Da der Einlaßkanal 4 sich im wesentlichen nach oben erstreckt, kann die in die Verbrennungskammer 7 geströmte Ansaugluft­ strömung zu diesem Zeitpunkt nach unten fortschreiten, d. h. in Richtung des Kolbens 2.
Fig. 6 zeigt, daß außerdem der Querschnitt des Einlaßkanals 4 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 im wesentlichen die Form eines Halbkreises hat, der auf der Seite der Mittel­ achse des Zylinders 3A verbreitert ist. Der Großteil der Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 strömt, geht deshalb durch den Einlaßkanal 4 auf der Seite der Mittelachse des Zylinders 3A, d. h. durch die Hälfte auf der Seite der Bezugsebene 40 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 hindurch.
Dadurch, daß der erhöhte Abschnitt 60 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 vorgesehen ist, wird die Ansaugluft­ strömung durch den erhöhten Abschnitt 60 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 geführt und ist von der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 3A in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A in dem Einlaßkanal 4 versetzt.
Da die Ansaugluftströmung in Richtung der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 fortschreitet, nachdem sie wie oben beschrieben abgelenkt wurde, wird der Einfallswinkel der Ansaugluftströ­ mung gegen den Kopfabschnitt 61a spitz, so daß der Ansaugwi­ derstand an dem Kopfabschnitt 61 wesentlich reduziert wird.
Außerdem ist der Zylinderkopf 1 in Form eines Pultdaches ausgebildet, und der Kopfabschnitt 61a des Einlaßventils 61 ist so angeordnet, daß der Kopfabschnitt 61a höher auf der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 3A angeordnet ist. Der Einfallswinkel der Ansaugluftströmung gegen den Kopfabschnitt 61a wird deswegen spitzer.
Hierdurch wird es ermöglicht, den Ansaugwiderstand des Ein­ laßventils 61 wesentlich zu verringern und eine starke Ein­ führung der Ansaugluftströmung in die Verbrennungskammer 7 von einer Seite zu ermöglichen, die näher an der Innenwand 1A des Zylinders 3A liegt.
Die Ansaugluftströmung, die von einem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 7 nach unten eingetreten ist, trifft dahin­ gegen auf den ausgesparten Abschnitt 2A in der Oberwand des Kolbens 2 auf und schreitet dann entlang der gekrümmten Fläche des ausgesparten Abschnitts 2A weiter, so daß ihre Bewegungs­ richtung in Richtung des oberen Abschnitts der Verbrennungs­ kammer 7 geändert wird.
Die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 ist bezüglich der Bezugs­ ebene 40 auf einer Seite des Zylinderkopfs 1 angeordnet, und der ausgesparte Abschnitt 2A ist unterhalb der Öffnung 4A der Öffnung 4A gegenüberliegend angeordnet. Die Ansaugluftströmung bewegt sich daher zu einem Teil des ausgesparten Abschnitts 2A, der auf der Seite der Innenwand 1A des Zylinders 3A liegt, und wird dann durch die gekrümmte Fläche des ausgesparten Ab­ schnitts 2A geführt. Deshalb wird die Ansaugluftströmung zu einer nach oben gerichteten Strömung, die in Richtung der Mitte der Oberwand des Zylinders 3A oder ihrem benachbarten Bereich gerichtet ist, wodurch die Wälzströmung TF gebildet wird.
Danach wird die Ansaugluftströmung in der Verbrennungskammer 7 mit durch die Einspritzeinrichtung 18 eingespritztem Kraft­ stoff vermischt. Nach Durchführung einer Kompression und einer Expansion (Explosion) in der Verbrennungskammer 7 wird das sich ergebende Verbrennungsgas durch den Auslaßkanal 5 abge­ führt.
Da die der Bezugsebene 40 zugewandte Hälfte des sich im we­ sentlichen nach oben erstreckenden, im wesentlichen halbkreis­ förmigen Einlaßkanals 4 breiter als die andere Hälfte ist, und der erhöhte Abschnitt 60, der zur Versetzung der Ansaugluft­ strömung in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A dient, in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 angeordnet ist, wie es oben beschrieben wurde, kann der Ansaugwiderstand, der sich durch das Auftreffen der Ansaugluftströmung gegen den Schaftabschnitt 61a des Einlaßventils 61 ergibt, wenn die Ansaugluftströmung in den Zylinder 3A eintritt, im wesentli­ chen reduziert werden, so daß eine stärkere Wälzströmung TF gebildet werden kann. Diese starke Ansaugluftströmung kann deshalb durch die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 auf der der Mittelachse 42 des Zylinders 3A abgewandten Seite in den Zylinder 3A eintreten (in anderen Worten an der Seite der Innenwand 1A des Zylinders 3A). Wenn eine solche starke An­ saugluftströmung in den Zylinder 3A eintritt, wird die Wälz­ strömung TF verstärkt, so daß auch dann eine ausreichende Wälzströmung TF gebildet werden kann, wenn die Verbrennungs­ kraftmaschine Verbrennungskammern mit großem Volumen aufweist.
Durch die oben beschriebene Bildung der Wälzströmung TF kann die Verbrennungskraftmaschine mit einem Luft/Kraftstoffgemisch betrieben werden, dessen Kraftstoffgehalt geringer ist als bei einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis, ohne daß die Zündleistung verschlechtert wird.
Durch die Wälzströmung TF kann das Luft/Kraftstoffgemisch außerdem einen Bereich um die Zündkerze 20 erreichen, die an der Mitte des oberen Abschnitts der Verbrennungskammer 7 angeordnet ist, während es vollkommen gemischt wird. Die Zündleistung kann verbessert werden, wodurch ein stabiler Verbrennungszustand erhalten werden kann.
Aufgrund der sich im wesentlichen nach oben erstreckenden Anordnung der Einlaßkanäle 4 wird ein ausreichender Platz an dem Zylinderkopf 1 zur Anbringung der Einspritzeinrichtung 18 erhalten. Es kann deswegen ein größerer Spielraum zur Befesti­ gung der Einspritzeinrichtung 18 erhalten werden. Hierdurch ist es möglich, die Einspritzeinrichtung 18 an einer Stelle anzuordnen, die für eine Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 7 geeignet ist.
Ein Vergleich des Durchsatzkoeffizienten und des Wälzgrades der oben beschriebenen Verbrennungskraftmaschine mit Zylinder­ einspritzung und einer bekannten Verbrennungskraftmaschine ist anhand der Kennwerte in Fig. 7 gezeigt. In diesem Diagramm zeigen Linien a Kennwerte der erfindungsgemäßen Verbrennungs­ kraftmaschine mit Zylindereinspritzung, während Linien b Kennwerte einer Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderein­ spritzung zeigen, die herkömmliche Einlaßkanäle aufweist.
Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, unterscheidet sich der Durch­ satzkoeffizient der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschi­ ne mit Zylindereinspritzung nicht wesentlich von dem einer herkömmlichen, allerdings wurde der Wälzgrad gegenüber einer herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine beträchtlich verbes­ sert. Diese Verbesserung des Wälzgrades bekommt besonders dann große Bedeutung, wenn der Ventilhub des Einlaßventils 61 groß ist.
Eine Modifizierung der ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben. Bei der Verbrennungskraftmaschi­ ne mit Zylindereinspritzung gemäß dieser Modifizierung unter­ scheidet sich nur die Querschnittsform jedes Einlaßkanals von der oben beschriebenen Ausführungsform. Die verbleibenden Elemente sind so gestaltet wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
Die Fig. 8A bis 8J sind ähnlich wie Fig. 4A bis 4I und zeigen, daß bei dieser Modifizierung die Querschnittsform jedes Ein­ laßkanals 4 eine im wesentlichen dreieckige Form annimmt, je näher die Stelle des Querschnitts zum stromabwärtigen Ende des Einlaßkanals 4 liegt. Fig. 8A bis 8J zeigen außerdem, daß der Einlaßkanal 4 so ausgebildet ist, daß die einzelnen Quer­ schnittsformen sich gleichmäßig ändern, um eine wesentliche Beeinflussung einer Strömung von angesaugter Luft zu vermei­ den.
Der dreieckförmige Querschnitt ist so ausgebildet, daß, wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, der Ein­ laßkanal 4 in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte breiter ist als in der anderen Hälfte. Der Einlaßkanal 4 ist so ausgestaltet, daß ein Unterabschnitt (erweiterter Ab­ schnitt) des dreieckförmigen Querschnitts der Mittelachse des Zylinders 3A und die andere Hälfte mit geringerer Quer­ schnittsfläche der Seitenwand des Zylinders 3A zugewandt ist.
Die eine Hälfte des Einlaßkanals 4, die der Bezugsebene 40 zugewandt ist, ist außerdem in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 mit dem erhöhten Abschnitt 60 versehen, der eine in den Einlaßkanal 4 geströmte angesaugte Luftmenge gleichmäßig von der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A führt. Die erhöhten Ab­ schnitte 60 sind auf der linken Seite des in Fig. 8A gezeigten Querschnitts zu sehen.
Da der Querschnitt jedes Einlaßkanals 4 in der im wesentlichen dreieckigen Form gestaltet ist, können durch die Modifizierung ähnliche Vorgänge und Wirkungen wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform erreicht werden.
Die Querschnittsform jedes Einlaßkanals 4 ist nicht auf eine halbkreisförmige oder dreieckförmige Form begrenzt, wie sie oben beschrieben wurden. Der Querschnitt kann auch eine unter­ schiedliche Form haben, soweit der Einlaßkanal 4 in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte breiter ist als in seiner anderen Hälfte in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und ihrer Modifizierung wurde die Verbrennungskraftmaschine mit Zylin­ dereinspritzung als Vierventil-Verbrennungskraftmaschine beschrieben, die mit zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventi­ len ausgestattet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Vierventil-Verbrennungskraftmaschinen beschränkt. Sie kann beispielsweise auch bei Dreiventil-Verbrennungskraftmaschinen verwendet werden, die mit zwei Einlaßventilen und einem Aus­ laßventil versehen sind, und außerdem bei anderen Verbren­ nungskraftmaschinen unterschiedlichster Art.
Die genaue Form des Kolbens 2 ist nicht auf die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und ihrer Modifizierung beschränkt. Es können auch andere Formen verwendet werden, soweit eine starke Wälzströmung TF in einer kompakten Ver­ brennungskammer gebildet werden kann.
Nachstehend wird die zweite Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Einlaßsystems für eine Verbrennungskraftmaschine anhand von Fig. 9 bis 15 beschrieben.
Der Zylinderkopf 1 der zweiten Ausführungsform der Verbren­ nungskraftmaschine ist ein Zylinderkopf einer Vierventil- Verbrennungskraftmaschine, deren Zylinder 3A jeweils mit zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen versehen sind. In Fig. 9 und 10 sind der Zylinderkopf 1, ein Kolben 2, ein Zylinder 3A, ein Einlaßkanal 4, eine Verbrennungskammer 7, ein Aus­ laßkanal 9, ein Auslaßventil 11, eine Ansaugleitung 17, eine Einspritzeinrichtung 18 und eine Zündkerze 20 gezeigt. Die Verbrennungskammer 7 ist zwischen einer Oberwand des passend in den Zylinder 3A eingesetzten Kolbens 2 und einer unteren Wand des Zylinderkopfs 1 ausgebildet. Der Einlaßkanal 4 ist so in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet, daß der Einlaßkanal 4 in die Verbrennungskammer 7 mündet. Außerdem ist der Einlaßkanal 4 auf einer Seite der Bezugsebene 40 angeordnet, die die Mittelachse 42 des Zylinders 3a enthält (d. h. auf der rechten Seite in Fig. 9 und 10) und erstreckt sich entlang der Mittel­ achse 42 des Zylinders 3A.
Aufgrund dieser Anordnung ist ein Bereich zwischen dem Ein­ laßkanal 4 und einer Wand des Zylinders 3A (der rechten Wand in Fig. 9) unbelegt geblieben, so daß ausreichend Platz zur Anbringung der Einspritzeinrichtung 18 zur Einspritzung von Kraftstoff vorhanden ist. Es ist daher eine optimale Anordnung nicht nur für die Einspritzeinrichtung 18 sondern auch für die Zündkerze 20 möglich.
Außerdem ist der Zylinderkopf 1 mit zwei Einlaßventilen 61 (von denen in Fig. 9 und 10 nur eines gezeigt ist) versehen. Ein Kopfabschnitt (Ventilelement) 61a des Einlaßventils 61 ist so angeordnet, daß der Kopfabschnitt 61a in der Öffnung 4a des Einlaßkanals 4 angeordnet werden kann, die in die Verbren­ nungskammer 7 mündet. Der sich von dem Kopfabschnitt 61a nach außen erstreckende Schaftabschnitt 61b ist so angeordnet, daß er sich in Richtung der stromaufwärtigen Seite des Einlaßka­ nals 4 erstreckt.
Der Schaftabschnitt 61b des Einlaßventils 61 ist in einer Ventilschaftführung 51 eingesetzt, die durch Preßsitz in dem Zylinderkopf 1 befestigt ist. Bei Übertragung einer Kraft von einer Nockenwelle 16 bewegt sich das Einlaßventil 61 senkrecht zu einer Ebene nach unten, die den Kopfabschnitt 61a enthält, so daß die Öffnung 4a des Einlaßkanals 4 geöffnet wird, um eine Ansaugluftströmung von der Ansaugleitung in die Verbren­ nungskammer 7 zu führen.
Mit anderen Worten ist der Schaftabschnitt 61b des Einlaßven­ tils 61 so angeordnet, daß eine Ebene, die die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 enthält, in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A nach unten geneigt ist (d. h. daß der Schaftab­ schnitt 61b nach unten links geneigt ist, wie es in Fig. 9 und 10 zu sehen ist). Deshalb ist die Achse der Ansaugluftströ­ mung, die sich durch den Einlaßkanal 4 bewegt, in Richtung einer Seite (der rechten Seite) der Mittelachse 23 des Ein­ laßkanals 4 versetzt.
Hierdurch wird die Bildung einer starken Wirbelströmung TF in der Verbrennungskammer 7 ermöglicht.
Bei Herstellung des Einlaßventils 61 wird der Schaftabschnitt 61b so spanend bearbeitet, daß er eine glatte Oberfläche hat.
An der oberen Wand der Verbrennungskammer 7 ist ein Satteldach 19 ausgebildet, das mit zwei geneigten Flächen versehen ist.
Eine der geneigten Flächen kann eine Ansaugluftströmung ent­ lang der inneren Wand 1A des Zylinders (Zylinderbohrung) nach unten führen, wobei die Innenwand 1A an der Verlängerung der Ansaugleitung 17 angeordnet ist, wohingegen die andere geneig­ te Fläche auf der Seite der Auslaßkanäle 9 angeordnet ist, so daß die Ansaugluftströmung, die durch die Oberwand des Kolbens 2 in ihrer Richtung umgekehrt worden ist und sich dann nach oben entlang der Innenwand 1A des Zylinders 3A bewegt hat, gleichmäßig in ihrer Richtung umgekehrt werden kann. Die Ansaugluftströmung von der Ansaugleitung 17 bewegt sich daher in Richtung der Wälzströmung, wie es durch den Pfeil TF ge­ zeigt ist, wobei sie außerdem durch die Führung des Sattelda­ ches 19 unterstützt wird.
Die Einspritzeinrichtung 18 ist in Richtung einer Anordnung einer nicht gezeigten Kurbelwelle gesehen an einer stromauf­ wärtigen Seite der Wälzströmung TF an einem Mittelabschnitt des Zylinders 3A angeordnet. Dies ermöglicht es, die Wälz­ strömung TF in der Verbrennungskammer 7 als geschichtete Wälzströmung auszubilden, die in ihrem Mittelabschnitt eine hohe Kraftstoffkonzentration aufweist.
Ein Bereich um die Mitte des oberen Abschnitts des Zylinders 3A liegt auf einer Seite, die bezogen auf die Wälzströmung TF stromabwärts liegt, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Die Zündker­ ze 20 ist auf der Seite eines solchen stromabwärtigen Ab­ schnitts der Wälzströmung TF an einer Stelle an der Mittel­ achse 42 des Zylinders 3A zwischen dem Einlaßventil 61 und dem Auslaßventil 11 angeordnet. Dies ermöglicht es, ein Luft/- Kraftstoffgemisch mit einer Konzentration, die nahe an dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis liegt, der Zünd­ kerze 20 und ihrem Nachbarbereich zuzuführen und außerdem ein mageres Luft/Kraftstoffgemisch mit einer geringen Kraftstoff­ konzentration in äußeren Abschnitten des Wälzströmung zu bilden, wobei die äußeren Abschnitte von der Zündkerze 20 abgewandt sind, so daß eine zuverlässige Verbrennung erhalten werden kann, obwohl Kraftstoff insgesamt in einer geringeren Menge zugeführt wird.
Nach Zusammenbruch der Wälzströmung TF wird die Vermischung durch die Verbrennung unterstützt.
Die Zufuhr von Kraftstoff in einer vorherbestimmten Menge ermöglicht es deshalb, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff­ verhältnis in der ganzen Verbrennungskammer 7 und daher eine große Leistung zu erhalten.
Es ist daher ist möglich, ein ausreichendes Zündverhalten sicherzustellen, auch wenn Kraftstoff in einer relativ gerin­ gen Menge eingespritzt wird, indem z. B. bei einem Fahren mit hoher Geschwindigkeit die auf einer Störung nach dem Zusammen­ bruch der Wälzströmung TF basierende Verbrennung unterstützt wird, oder indem bei einem Fahren mit geringer Geschwindigkeit die Einspritzung des Kraftstoffs verzögert wird, bis eine kompakte Verbrennungskammer 7 bei einem Verdichtungshub gebil­ det wird und dann der Kraftstoff in die so gebildete kompakte Verbrennungskammer 7 eingespritzt wird, um einen fetten Anteil eines Luft/Kraftstoffgemisches, der in der Nähe des stöchiome­ trischen Luft/Kraftstoffverhältnisses liegt, der Zündkerze 20 und ihrem Nachbarbereich mittels einer geschichteten Wälz­ strömung zuzuführen.
Da die Einspritzeinrichtung 18 an der Außenseite des Einlaßka­ nals 4 angeordnet ist, ist es ziemlich leichter, Verbesserun­ gen der Kühlung der Einspritzeinrichtung 18 und des Kraft­ stoffs zu erreichen, wodurch die Stabilität der Einspritz­ einrichtung 18 und der Schutz der Einspritzeinrichtung 18 vor Hitzebeschädigungen aufrechterhalten wird.
In dem Einlaßkanal 4 ist ein als Begradigungselement dienender konvexer Abschnitt 8 in Richtung der Ansaugluftströmung weiter stromabwärts angeordnet als der Schaftabschnitt 61b und dient zur Begradigung der Ansaugluftströmung in der Nähe des Schaft­ abschnitts 61b. Der konvexe Abschnitt 8 ist so angeordnet, daß er sich von der Innenwand des Einlaßkanals 4 in Richtung der Ansaugluftströmung gesehen zur stromabwärtigen Seite des Schaftabschnitts 61b erstreckt.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile XI-XI von Fig. 10, d. h. eine Querschnittsansicht entlang der Ansaugluftströmung in dem Einlaßkanal 4. In Richtung von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite sind der Schaftabschnitt 61b und der konvexe Abschnitt 8 in dieser Reihenfolge angeordnet. Wie es besonders in Fig. 11 zu sehen ist, ist der konvexe Abschnitt 8 in Richtung der Ansaugluft­ strömung gesehen stromabwärts des Schaftabschnitts 61b an­ geordnet, wobei ein vorherbestimmter Abstand zwischen ihnen vorhanden ist.
Der Abstand zwischen dem konvexen Abschnitt 8 und dem Schaft­ abschnitt 61b und die Querschnittsform des konvexen Abschnitts 8 sind basierend auf hydrodynamischen Eigenschaften, wie z. B. der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluftströmung, so zu wählen, daß die Begradigung der angesaugten Luftmenge strom­ abwärts des Schaftabschnitts 61b optimiert werden kann.
Die Ansaugluftströmung, die von der stromabwärtigen Seite strömt, wird deshalb wirksam begradigt, wie es durch die Symbole G1, G2 gezeigt wird, wobei der konvexe Abschnitt 8 die Ansaugluftströmung in die Verbrennungskammer 7 führt und gleichzeitig ein Auftreten von Wirbeln hinter dem Schaftab­ schnitt 61b verhindert. Außerdem wird eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit hinter dem Schaftabschnitt 61b ver­ hindert.
Das Auslaßventil 11 ist wie das Einlaßventil 61 so angeordnet, daß sein Kopfabschnitt 11a in einer Öffnung 10 angeordnet ist, durch die der Auslaßkanal 9 in die Verbrennungskammer 7 mün­ det. Der Schaftabschnitt 11b des Auslaßventils 11 erstreckt sich vom Kopfabschnitt 11a in Richtung einer Nockenwelle 15.
Der Schaftabschnitt 11b des Auslaßventils 11 ist in eine Ventilschaftführung 52 eingesetzt, die durch Preßsitz in dem Zylinderkopf 1 befestigt ist, und steht mit der Nockenwelle 15 in Verbindung. Aufgrund dieser Anordnung wird das Auslaßventil 11 durch Übertragen einer Kraft von der Nockenwelle 15 in Richtung der Achse des Schaftabschnitts 11b zur Verbrennungs­ kammer 7 hin bewegt, wodurch die Öffnung 10 des Auslaßkanals 9 geöffnet wird, um eine Verbrennungsgasströmung aus der Ver­ brennungskammer 7 in eine Auslaßleitung 30 zu führen.
Da der Aufbau des Einlaßsystems wie bei der zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung für die Brennkraftmaschine wie vor­ stehend beschrieben ausgebildet ist, wird die Leistung von der Nockenwelle 16 auf das Einlaßventil 16 bei der in den Fig. 9 und 11 gezeigten Brennkraftmaschine so übertragen, daß das Einlaßventil 61 sich in eine Richtung senkrecht zu einer Ebene bewegt, in der sich der Kopfabschnitt 61a befindet. Als Folge wird die Öffnung 4a des Einlaßkanals 4 geöffnet, wodurch die zugeführte Luft von der Ansaugleitung 17 zur Verbrennungs­ kammer 7 geführt wird.
Der Schaftabschnitt 61b des Einlaßventils 61 ist so angeord­ net, daß eine Ebene, die die Öffnung 4a des Einlaßkanals 4 zur Verbrennungskammer 7 enthält, in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders nach unten geneigt ist (d. h. in Fig. 9 und 10 nach rechts unten), um die Mittelachse der Ansaugluftströmung, die sich in den Einlaßkanal 4 bewegt, von der Mittelachse 23 des Einlaßkanals 4 zu einer Seite (der rechten Seite) zu verset­ zen. Es kann deshalb eine stärkere Wälzströmung TF in der Verbrennungskammer 7 gebildet werden.
Die Anordnung des konvexen Abschnitts 8 stromabwärts des Schaftabschnitts 61b in dem Einlaßkanal 4 bringt die folgenden Vorteile mit sich.
Ein Teil der Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 hindurchgeht, trifft auf den Schaftabschnitt 61b auf. Die Ansaugluftströmung wird jedoch durch den konvexen Abschnitt 8 ausgerichtet bzw. begradigt, so daß die Ansaugluftströmung an dem Schaftabschnitt 61b und dem konvexen Abschnitt 8 ohne Störung vorbei strömen kann und gleichmäßig in die Verbren­ nungskammer 7 geführt wird.
Die Ansaugluftströmung, die in die Verbrennungskammer 7 ge­ führt wurde, kann dann mit Unterstützung des Satteldaches 19 eine Wälzströmung bilden, wie es durch den Pfeil TF gezeigt ist.
Bei dem Aufbau der zweiten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Einlaßsystems für die Verbrennungskraftmaschine ist der konvexe Abschnitt 8 stromabwärts des Schaftabschnitts 61b in dem Einlaßkanal 4 angeordnet, um die Ansaugluftströmung in der Nähe des Schaftabschnitts 61b zu begradigen. Hierdurch ist es möglich, eine Störung der Strömung hinter dem Schaftab­ schnitt 61b zu verhindern, wenn die Ansaugluftströmung in der Nähe des Schaftabschnitts 61b in dem Einlaßkanal 4 vorbeigeht.
Ein Strömungsverlust kann reduziert werden.
Es ist deshalb möglich, eine starke Wälzströmung TF in der Verbrennungskammer 7 zu bilden, und es kann durch eine Kraft­ stoffeinspritzung in einem Verdichtungshub ein sicherer Mager­ betrieb unter Verwendung der Wälzströmung TF durchgeführt werden. Nach dem Zusammenbruch der Wälzströmung TF kann eine stärkere Störung entwickelt werden. Diese nach dem Zusammen­ bruch stattfindende Störung kann vorteilhaft dazu genutzt werden, die Zerstäubung und Mischung von Kraftstoff sicherzu­ stellen, wodurch die Verbrennung verbessert wird. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise ein stöchiometrischer Betrieb durch Kraftstoffeinspritzung in einem Einlaßhub sicherer durchgeführt werden kann.
Es ist möglich, die Ansaugluftströmung hinter dem Schaftab­ schnitt 61b dadurch wirksam zu begradigen, daß der als Begra­ digungselement dienende konvexe Abschnitt 8 so angeordnet wird, daß er sich von der Innenwand des Einlaßkanals 4 in Richtung der stromabwärtigen Seite des Schaftabschnitts 61b erstreckt und an der stromabwärtigen Seite des Schaftab­ schnitts 61b in einem vorherbestimmten Abstand von dem Schaft­ abschnitt 61b angeordnet ist. Die zweite Ausführungsform kann deshalb ähnliche Vorteile wie die erste Ausführungsform und ihre Modifizierung erreichen.
Außerdem ist der Einlaßkanal 4 so angeordnet, daß er sich entlang bzw. parallel zur Mittelachse 42 des Zylinders 3A auf einer Seite der Bezugsebene 40 erstreckt, die die Mittelachse 42 des Zylinders 3A enthält (d. h. in Fig. 9 und 10 auf der rechten Seite).
Es ist daher zur Anordnung der Einspritzeinrichtung 18 ein ausreichender Platz zwischen der Öffnung 4A und dem Einlaßka­ nal 4 zur Verbrennungskammer 7 und einem oberen Abschnitt der Innenwand 1A des Zylinders 3A vorhanden. Es ist daher nicht nur für die Einspritzeinrichtung 18 sondern auch für die Zündkerze 20 eine optimale Anordnung möglich.
Der in Richtung der Pfeile XI-XI von Fig. 10 gesehene Quer­ schnitt des konvexen Abschnitts 8 hat zwar die in Fig. 11 gezeigte Querschnittsform, er ist jedoch nicht hierauf be­ schränkt.
Der konvexe Abschnitt 8 kann beispielsweise die in den Fig. 12A bis 12D gezeigte Querschnittsform haben. Wenn der konvexe Abschnitt 8 eine Querschnittsform hat, wie sie in Fig. 12A gezeigt ist, kann er die in Fig. 13 gezeigte konische Form oder die in Fig. 14 gezeigte zylindrische Form haben.
Fig. 15 zeigt eine weitere Modifizierung des konvexen Ab­ schnitts 8 und entspricht der Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile XI-XI von Fig. 10. Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, ist der konvexe Abschnitt 8 dieser Modifizierung in Strömungs­ richtung der Ansaugströmung stromlinienförmig ausgestaltet. Hierdurch wird zusätzlich zur Begradigung der Ansaugluftströ­ mung hinter dem Schaftabschnitt 61b der Vorteil erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluftströmung strom­ abwärts des konvexen Abschnitts 8 verbessert werden kann.
Anhand von Fig. 16 werden nun die Wirkungen beschrieben, die zur Verbesserung des Wälzgrades durch den konvexen Abschnitt 8 erreicht werden. Fig. 16 zeigt die Ergebnisse eines Testes, bei dem die vorliegende Erfindung an einem Vierzylinder-Rei­ henmotor angebracht wurde. In Fig. 16 zeigt (A) die Kennwerte eines durchschnittlichen Wälzgrades und eines durchschnitt­ lichen Durchsatzkoeffizienten bei fehlender Anordnung des konvexen Abschnitts 8, wohingegen (B) bis (D) die Testergeb­ nisse von dem durchschnittlichen Wälzgrad und dem durch­ schnittlichen Durchsatzkoeffizienten zeigen, als der konvexe Abschnitt 8 mit unterschiedlichen Abständen (B < C < D) zwi­ schen dem konvexen Abschnitt 8 und dem Schaftabschnitt 61b des Einlaßventils 61 angeordnet war.
Beim Gießen des Zylinderkopfs 1 treten in der Form des Durch­ gangs des Ansaugkanals Abweichungen auf, da der zur Bildung des Einlaßkanals 4 verwendete Kern nicht paßt, oder aus ähn­ lichen Gründen. Der Einlaßkanal 4 ist für einen geeigneten durchschnittlichen Wälzgrad so ausgelegt, daß ein starker vertikaler Wirbel in der Verbrennungskammer 7 gebildet werden kann, während ein vorher bestimmter Durchsatz an angesaugter Luft sichergestellt ist. Aus verschiedenen Gründen, wie z. B. dem Nichtpassen des Kerns, können Abweichungen des durch­ schnittlichen Wälzgrads innerhalb der einzelnen Zylinder auftreten.
Der Ausdruck "durchschnittlicher Wälzgrad" bezeichnet die Anzahl (n) von Umdrehungen einer turbulenten Wirbelströmung in dem Zylinder 3A während eines Einlaßhubes (von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt), während der Ausdruck "durchschnittlicher Durchsatzkoeffizient" das Verhältnis des Durchsatzes (Qi) von durch einen Raum zwischen dem Kopfab­ schnitt 61a des Einlaßventils 61 und der in die Verbrennungs­ kammer 7 mündenden Öffnung 4a des Einlaßkanals 4 (genauer gesagt dem Ventilsitz) angesaugten Luftmenge zu dem Durchsatz an angesaugter Luft ohne Einlaßventil 61 bezeichnet, der aus einer Querschnittsfläche der Leitung an einem verengten Ab­ schnitt unter der Annahme berechnet wurde, daß die Strömungs­ verluste 0 sind. Sie werden jeweils durch folgende Formeln ausgedrückt:
Durchschnittlicher Wälzgrad = Anzahl (n) von Umdrehun­ gen einer turbulenten Wälzströmung pro Ansaughub.
Durchschnittlicher Durchsatzkoeffizient = Durchsatz (Qi)/Durchsatz (Q₀).
Bei einem Vierzylindermotor, wie er beispielsweise durch (A) in Fig. 16 gezeigt ist, wird der durchschnittliche Wälzgrad in dem ersten Zylinder (#1) und in dem vierten Zylinder (#4) verringert.
Wenn jeder Einlaßkanal 4 der Verbrennungskraftmaschine mit dem konvexen Abschnitt 8 versehen wird, kann der durchschnittliche Wälzgrad verbessert werden, ohne den durchschnittlichen Durch­ satzkoeffizienten zu verringern, wie dies durch (B) bis (D) in Fig. 16 gezeigt ist. Der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Ende des konvexen Abschnitts A und dem Schaftabschnitt 61b kann nach Wunsch gewählt werden.
Auch wenn die Formen der Einlaßkanäle 4 unterschiedlich sind, oder wenn Abweichungen des durchschnittlichen Wälzgrades innerhalb der Zylinder oder des durchschnittlichen Wälzgrades im allgemeinen aufgrund unzureichender Formoptimierung des Einlaßkanals 4 zur Erhaltung eines hohen durchschnittlichen Wälzgrades nicht einen vorgegebenen Wälzgrad erreichen, macht es die Anordnung der konvexen Abschnitte 8 möglich, die ungün­ stigen Auswirkungen solcher Abweichungen zu minimieren und außerdem den durchschnittlichen Wälzgrad zu erhöhen. Ein solcher konvexer Abschnitt 8 kann deswegen einen hohen Wälz­ grad sicherstellen, so daß auch bei Durchführung einer Mager­ verbrennung eine stabile Verbrennung und ein geringer Kraft­ stoffverbrauch erhalten werden können.
Anhand der Fig. 17 und 18 wird nun ein Verfahren zur Her­ stellung des Einlaßkanalabschnittes der Verbrennungskraft­ maschine beschrieben.
Mit Bezugszeichen 24 ist in Fig. 17 ein Ventilsitz bezeichnet. Die restlichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Bauele­ mente wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform (s. Fig. 1 und 2).
Zur Herstellung des Ansaugleitungsabschnittes der Verbren­ nungskraftmaschine wird beim Gießen eines Zylinderkopfes 1 ein Wulstabschnitt einteilig mit dem Einlaßkanal 4 so gebildet, daß der Wulstabschnitt von der Innenwand des Einlaßkanals stromabwärts des Schaftabschnitts 61b des Einlaßventils 61 in den Einlaßkanal 4 vorsteht. Als nächstes wird beim Bohren der Ventilschaftführungsöffnung 13 für den Einsatz der Ventil­ schaftführung 51 in den Zylinderkopf 1 gleichzeitig eine stromaufwärtige Fläche C1 des Wulstabschnittes 1 durch spanen­ de Bearbeitung geformt, z. B. geschnitten oder gefräst. Außer­ dem wird bei der spanenden Bearbeitung des Ventilsitzes 24, an dem der Kopfabschnitt 61a des Einlaßventils 61 in Berührung mit dem Zylinderkopf 1 gebracht wird, gleichzeitig eine strom­ abwärtige Fläche C2 des Wulstabschnitts durch spanende Be­ arbeitung geformt. Der Wulstabschnitt wird hierdurch zu einem konvexen Abschnitt 8a geformt, der als Begradigungselement dient, und der Ansaugleitungsabschnitt der Verbrennungskraft­ maschine ist hergestellt.
Die Ventilschaftführungsöffnung 13 wird um einen vorher be­ stimmten Wert größer ausgebildet als der Außendurchmesser des Schaftabschnitts 61b, so daß die Ventilschaftführung 51 darin eingesetzt werden kann. Außerdem ist der konvexe Abschnitt 8 in Richtung der Ansaugluftströmung gesehen mit einem vorher bestimmten Abstand von dem Schaftabschnitt 61b stromabwärts des in die Ventilschaftführung 51 eingesetzten Schaftabschnit­ tes 61b angeordnet.
Der konvexe Abschnitt 8 hat durch die spanende Bearbeitung seiner stromaufwärtigen Fläche C1 und seiner stromabwärtigen Fläche C2 die in Fig. 18 gezeigte Querschnittsform erhalten, wobei der Querschnitt in Richtung der Pfeile XIII-XIII von Fig. 17 gesehen ist. Fig. 18 zeigt, daß die stromaufwärtige Fläche C1 des konvexen Abschnitts 8 durch lineares Abfräsen bzw. Schneiden eines stromaufwärtigen Krümmungsabschnitts entlang einer Achse des Schaftabschnitts 61b beim Bohren der Ventilschaftführungsöffnung 13 gebildet wurde, während die stromabwärtige Fläche C2 des konvexen Abschnitts 8 durch lineares Abfräsen bzw. Schneiden eines stromabwärtigen Krüm­ mungsabschnitts bei der spanenden Bearbeitung des Ventilsitzes 24 gebildet wurde.
Die stromaufwärtige Fläche C1 des konvexen Abschnitts 8 hat daher die Form einer gekrümmten Ausnehmung, die zum Innen­ durchmesser der Ventilschaftführungsöffnung 13 konform ist, wohingegen die stromabwärtige Fläche C2 so abgeflacht ist, so daß die stromabwärtige Fläche in derselben Ebene liegt wie eine Ebene, die den Ventilsitz 24 enthält.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des An­ saugleitungsabschnitts der Verbrennungskraftmaschine kann der Ansaugleitungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschine mit einfachen Mitteln dadurch hergestellt werden, daß der konvexe Abschnitt 8 beim Gießen einteilig geformt wird, die strom­ aufwärtige Fläche C1 des konvexen Abschnitts 8 gleichzeitig mit dem Bohren der Ventilschaftführungsöffnung 13 geschnitten bzw. gefräst wird und die stromabwärtige Fläche C2 des als Begradigungselement dienenden konvexen Abschnitts 8 gleichzei­ tig mit dem Schneiden bzw. Fräsen des Ventilsitzes 24 gefräst oder geschnitten wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können deshalb die Herstellungskosten reduziert werden. Mit dem auf die oben beschriebene Weise hergestellten Ansauglei­ tungsabschnitt der Verbrennungskraftmaschine können ähnliche Wirkungen erreicht werden, wie mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Außerdem kann die spanende Bearbeitung der stromaufwärtigen Fläche C1 und der stromabwärtigen Fläche C2 des konvexen Abschnitts 8 in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden.
Eine spanende Bearbeitung der stromaufwärtigen Fläche C1 in Abstimmung mit der spanenden Bearbeitung des Ventilsitzes 24 kann die Herstellungskosten weiter verringern.
Die Ausbildung des konvexen Abschnitts 8 ist bei der vorlie­ genden Erfindung nicht auf die Formen beschränkt, die in Verbindung mit den jeweiligen Ausführungsformen beschrieben worden sind. Es können auch andere Formen gewählt werden, mit denen die Begradigung bzw. Ausrichtung erreicht wird. Die Wahl solcher anderen Formen kann dieselben Vorteile mit sich brin­ gen, wie die jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen.
Der konvexe Abschnitt 8 kann nicht nur bei Verbrennungskraft­ maschinen verwendet werden, in denen Wälzströmungen TF gebil­ det werden. Wenn er bei verschiedenen Verbrennungskraftmaschi­ nen anderer Art verwendet wird, kann er wenigstens die An­ saugleistung aufgrund der Begradigung der Ansaugluftströmung verbessern.
Die Anzahl der Einlaßventile jedes Zylinders ist nicht auf die Anzahl bei den jeweiligen Ausführungsformen beschränkt. Es kommen auch Zylinder mit einem Ventil, drei Ventilen oder dergleichen in Betracht.
Gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform erstreckt sich die Ventilschaftführung nicht in den Einlaßkanal. Nur der Schaftabschnitt des Einlaßventils ist in dem Einlaßkanal vorhanden. Die angesaugte Luftströmung wird durch einen klei­ neren Bereich in dem Einlaßkanal behindert, wodurch es möglich ist, den Ansaugwiderstand und eine Störung der Ansaugluft­ strömung zu reduzieren.
Anhand von Fig. 19 wird nun der Aufbau einer dritten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Einlaßsystems für die Ver­ brennungskraftmaschine beschrieben.
Bauelemente, die der ersten und zweiten Ausführungsform ähn­ lich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nachstehend nicht genauer beschrieben.
Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, ist die Verbrennungskraftma­ schine bei der dritten Ausführungsform mit einem Führungs­ abschnitt (erhobener Abschnitt) 60 zur Führung der Ansauglu­ ftströmung von dem Einlaßkanal 4 in die Verbrennungskammer 7 versehen. Genauer gesagt wird die Ansaugluftströmung in Rich­ tung der Innenumfangsfläche der Seitenwand 1A des Zylinders 3A geführt. Die Verbrennungskraftmaschine ist außerdem mit einem Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt 70 zur Reduzierung des Ansaugwiderstandes gegen die Ansaugluftströmung versehen, die von dem Einlaßkanal 4 in die Verbrennungskammer 7 eingeführt wird, so daß ein vertikaler Wirbel mit einem erhöhten Wälzgrad in der Verbrennungskammer 7 gebildet werden kann.
Der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt 70 wird von dem Einlaßkanal 4, der in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte erweitert ist, und dem Begradigungselement (konvexer Abschnitt 8) gebildet, das stromabwärts des Schaftabschnittes 61b des Einlaßventils 61 angeordnet ist.
Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, wird die Verbrennungskammer 7 von dem Zylinderkopf 1 und dem Kolben (nicht gezeigt) gebil­ det, der passend in den Zylinder 3A eingesetzt ist. Die Be­ zugsebene 40 ist eine imaginäre Ebene, in der die Mittelachse 42 des Zylinders 3A und die Mittelachse einer nicht gezeigten Kurbelwelle liegen. Auf einer Seite dieser Bezugsebene 40 sind zwei Einlaßkanäle 4 angeordnet. Zwei Auslaßkanäle sind auf der anderen Seite der Bezugsebene 40 angeordnet.
Außerdem ist jeder Einlaßkanal 4 so angeordnet, daß er sich von dem Zylinderkopf 1 im wesentlichen nach oben erstreckt. Die Öffnung 4A jedes Einlaßkanals 4 ist bezüglich der Befesti­ gungsfläche des Zylinderkopfs 1 etwas geneigt angeordnet. Die einlaßventilseitige obere Wand der Verbrennungskammer 7 hat daher die Form eines Pultdaches.
Eine Zündkerze (nicht gezeigt) ist an der Mitte oder um die Mitte des oberen Abschnitts der Verbrennungskammer 7 angeord­ net. Eine Einspritzeinrichtung (nicht gezeigt) zur Zufuhr von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 7 ist in dem Zylinderkopf 1 auf der Seite des Einlaßkanals 4 angeordnet.
Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, ist jeder Einlaßkanal 4 so ausgebildet, daß er teilweise einen im wesentlichen halbkreis­ förmigen Querschnitt hat. Er ist also ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt ist der Einlaßkanal 4 so ausgebildet, daß seine Querschnittsform wie die in den Fig. 4A bis 4I gezeigten Querschnittsformen auf der strom­ aufwärtigen Seite nicht halbkreisförmig ist und zum strom­ abwärtigen Ende des Einlaßkanals 4 immer mehr eine im wesent­ lichen halbkreisförmige Form annimmt. Wie es in den Fig. 4A bis 4E gezeigt ist, ist der Einlaßkanal 4 außerdem so ausge­ bildet, daß die einzelnen Querschnittsformen sich gleichmäßig verändern, um eine wesentliche Beeinflussung der Strömung der angesaugten Luft zu verhindern.
In der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 ist der Ein­ laßkanal 4 so ausgebildet, daß er eine im wesentlichen halb­ kreisförmige Form hat. Diese halbkreisförmige Form ist so ausgebildet, daß die der Bezugsebene 40 zugewandte Hälfte breiter ist als die andere Hälfte. Genauer gesagt ist der Einlaßkanal 4 so ausgebildet, daß ein gerader Abschnitt (d. h. der erweiterte Abschnitt des halbkreisförmigen Querschnitts auf der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders 3A liegt und ein gekrümmter Abschnitt des halbkreisförmigen Querschnitts auf der Seite der Seitenwand des Zylinders 3A liegt.
Wie es in Fig. 19 gezeigt ist, ist der Einlaßkanal 4 außerdem in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte und in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 mit dem erhöhten Ab­ schnitt 60 versehen, der als Führungsabschnitt dient, um eine Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 geströmt ist, gleichmäßig von der Öffnung 4A in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders 3A zu führen. Der erhöhte Abschnitt 60 ist als vorspringender Hügel ausgebildet, der in Richtung der Mittel­ achse 42 des Zylinders 3A gesehen in eine Richtung derart, daß die Bezugsebene 40 und die zentrale Achse 42 des Zylinders einander überlappen und wie eine einzige Linie, nämlich im Zustand von Fig. 19, aussehen, etwas gewölbt ist, wodurch die Ansaugluftströmung sich in einer Richtung weg von der Mittel­ achse 42 des Zylinders 3A in dem Einlaßkanal 4 konzentriert.
Was die oben beschriebenen Merkmale betrifft, hat die dritte Ausführungsform denselben Aufbau wie die erste Ausführungs­ form.
Der Einlaßkanal 4 ist außerdem mit einem konvexen Abschnitt 8 versehen, der wie bei der zweiten Ausführungsform als Begradi­ gungselement dient. Der konvexe Abschnitt 8 ist in dem Ein­ laßkanal 4 in Richtung der Ansaugluftströmung stromabwärts des Schaftabschnitts 61b des Einlaßventils 61 angeordnet, so daß die Ansaugluftströmung in der Nähe des Schaftabschnittes 61b begradigt wird. Der konvexe Abschnitt 8 ist so angeordnet, daß er sich von der Innenwand des Einlaßkanals 4 in Richtung der Ansaugluftströmung gesehen von dem Schaftabschnitt 61b strom­ abwärts erstreckt.
Außerdem ist der konvexe Abschnitt 8 mit einem vorher bestimm­ ten Abstand zum Schaftabschnitt 61b in Richtung der Ansaug­ luftströmung stromabwärts des Schaftabschnitts 61b angeordnet. Der Abstand zwischen dem konvexen Abschnitt 8 und dem Schaft­ abschnitt 61b und die Querschnittsform des konvexen Abschnitts 8 ist auf der Grundlage hydrodynamischer Eigenschaften, wie z. B. der Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft, zu wählen, so daß die Begradigung der Ansaugluftströmung strom­ abwärts des Schaftabschnitts 61b optimiert werden kann.
Bei der dritten Ausführungsform wird der Ansaugluftströmungs- Korrekturabschnitt 70 in dem Einlaßkanal 4, der in seiner Hälfte auf der Seite der Bezugsebene 40 erweitert ist, und dem Begradigungselement (konvexer Abschnitt) 8 gebildet, der stromabwärts des Schaftabschnitts 61b des Einlaßventils 61 angeordnet ist. Unter der Wirkung des Ansaugluftströmungs- Korrekturabschnitts 70 wird der Ansaugwiderstand gegen die Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 strömt und in die Verbrennungskammer 7 eingeführt wird, reduziert, so daß eine vertikaler Wirbel mit einem erhöhten Wälzgrad in der Verbrennungskammer 7 gebildet wird.
Der Einlaßkanal 4 ist sich im wesentlichen nach oben erstrek­ kend so angeordnet, daß die in die Verbrennungskammer 7 ge­ strömte Ansaugluftströmung nach unten fortschreitet (in Rich­ tung des Kolbens). Außerdem ist der Querschnitt des Einlaßka­ nals 4 in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 halb­ kreisförmig, wobei er auf der der Mittelachse 42 des Zylinders 3A zugewandten Seite erweitert ist, wie es in Fig. 19 gezeigt ist. Der Großteil der Ansaugluftströmung, die durch den Ein­ laßkanal 4 hindurchgeht, kann deswegen in der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 durch den Einlaßkanal 4 auf der Seite der Mittelachse des Zylinders 3A hindurchgehen (d. h. durch die der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte des Einlaßkanals 4).
In der Nähe der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 wird die Ansaug­ luftströmung durch den erhöhten Abschnitt 60 geführt und wird daher in dem Einlaßkanal 4 von der Seite der Mittelachse 42 des Zylinders in Richtung der Innenwand 1A des Zylinders versetzt.
Zu diesem Zeitpunkt trifft ein Teil der Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal 4 hindurchgeht, auf den Schaftab­ schnitt 61b. Die Ansaugluftströmung wird jedoch durch den konvexen Abschnitt 8 begradigt, so daß die Ansaugluftströmung ohne Störung durch den Schaftabschnitt 61b und den konvexen Abschnitt 8 in die Verbrennungskammer 7 geführt wird.
Da die Ansaugluftströmung sich in Richtung der Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 bewegt, nachdem sie auf die oben beschriebene Weise abgelenkt wurde, ist der Einfallswinkel der Ansaugluft­ strömung gegen den Kopfabschnitt 61a spitz, so daß der An­ saugwiderstand an dem Ventilkopf 61a wesentlich reduziert wird. Folglich wird der Ansaugwiderstand durch das Einlaßven­ til 61 wesentlich verkleinert, weshalb eine starke Ansaugluft­ strömung in die Verbrennungskammer 7 von einer Seite in der Nähe der Innenwand 1A des Zylinders in die Verbrennungskammer 7 strömen kann.
Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus tritt eine starke Ansaugluftströmung in den Zylinder 3A durch die Öffnung 4A des Einlaßkanals 4 von der Seite ein, die der Mittelachse 42 des Zylinders abgewandt ist (d. h. von der Seite der Innenwand 1A des Zylinders 3A). Wenn eine solche starke Ansaugluftströmung in den Zylinder 3A eintritt, wird die Wälzströmung TF ver­ stärkt. Es ist deshalb möglich, auch dann eine ausreichende Wälzströmung TF zu bilden, wenn die Verbrennungskraftmaschine mit Verbrennungskammern ausgestattet ist, die ein großes Volumen haben.
Somit führt die dritte Ausführungsform zu den gleichen Vor­ teilen, wie sie bei der ersten und zweiten Ausführungsform vorliegen. Die dritte Ausführung hat darüber hinaus den Vor­ teil, daß ein hoher Wälzgrad gewährleistet wird, während gleichzeitig der Zuführwiderstand verbessert wird. Bei der dritten Ausführungsform wird der Ansaugluftströmungs-Korrek­ turabschnitt 70 von dem Einlaßkanal 4, der in seiner der Bezugsebene 40 zugewandten Hälfte erweitert ist, und dem Begradigungselement (konvexer Abschnitt) 8 gebildet, das stromabwärts des Schaftabschnitts 61b des Einlaßventils 61 angeordnet ist. Der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt 70 ist jedoch nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt. Der Einlaßkanal 4 ist beispielsweise herk 01318 00070 552 001000280000000200012000285910120700040 0002019619782 00004 01199ömmlich geformt und der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt 70 kann von dem kon­ vexen Abschnitt 8 alleine gebildet werden. Umgekehrt kann der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt 70 nur von dem Ein­ laßkanal gebildet werden, der in seiner Hälfte auf der Seite der Bezugsebene 40 breiter ausgebildet ist, ohne daß der konvexe Abschnitt 8 in dem Einlaßkanal 4 angeordnet ist.
Die Konstruktionen des erfindungsgemäßen Ansaugsystems für eine Verbrennungskraftmaschine und das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnitts bei einer Verbrennungskraftmaschine wurden anhand einer Verbren­ nungskraftmaschine mit Zylindereinspritzung beschrieben. Ihre Verwendung ist jedoch nicht auf die Verwendung bei Verbren­ nungskraftmaschinen begrenzt, bei denen Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird. Die vorliegende Erfindung kann auch bei Verbrennungskraftmaschinen angewendet werden, bei denen der Kraftstoff in die Einlaßkanäle zugeführt wird, soweit sie mit vertikalen Einlaßkanälen ausgestattet sind, die sich vertikal in den Zylinderköpfen erstrecken.

Claims (24)

1. Einlaßsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit
  • - einer Verbrennungskammer (7), deren oberes Ende von einer unteren Wand eines Zylinderkopfs (1) und deren unteres Ende von einer Oberwand eines in einen Zylinder (3A) eingesetzten Kolbens (2) gebildet wird,
  • - einer Einlaßöffnung (4A), die in der unteren Wand des Zylinderkopfs (1) der Verbrennungskammer (7) zugewandt auf einer Seite einer Bezugsebene (40) angeordnet ist, in der die Mittelachse (42) des Zylinders (3A) liegt, wobei die Einlaßöffnung (4A) durch ein Einlaßventil (61) geöffnet und geschlossen wird,
  • - einer Auslaßöffnung (5A), die in der unteren Wand des Zylinderkopfs (1) der Verbrennungskammer (7) zugewandt auf einer entgegengesetzten Seite der Bezugsebene (40) angeordnet ist, wobei die Auslaßöffnung (5A) durch ein Auslaßventil geöffnet oder geschlossen wird,
  • - einem Einlaßkanal (4), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Einlaßöffnung (4A) verbunden ist und sich von der Einlaßöffnung (4A) aus so nach oben erstreckt, daß ein vertikaler Wirbel der Ansaugluftströmung in der Verbrennungskammer (7) gebildet wird, und
  • - einem Auslaßkanal (5), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Auslaßöffnung (5A) so in Verbindung steht, daß das Verbrennungsgas aus der Verbrennungskammer (7) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Einlaßkanal (4) in einer seiner Hälften, die an die Bezugsebene (40) angrenzt, breiter ausgebildet ist als in seiner anderen Hälfte, die von der Bezugsebene (40) abgewandt ist, weshalb die Mittelachse der Ansaugluft­ strömung in dem Einlaßkanal (4) in Richtung der Bezugs­ ebene (40) versetzt ist, und
  • - der Einlaßkanal (4) an seinem unteren Ende in seiner einen Hälfte mit einem Führungsabschnitt (60) versehen ist, der die Ansaugluftströmung in dem Einlaßkanal (4) in Richtung der inneren Umfangsfläche der Seitenwand des Zylinders (3A) in der Verbrennungskammer (7) führt.
2. Einlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) einen Durchgang bildet, dessen Quer­ schnitt an dem unteren Ende des Einlaßkanals (4) so ausge­ bildet ist, daß seine eine, an die Bezugsebene (40) an­ grenzende Hälfte eine breitere Querschnittsfläche hat als die von der Bezugsebene (40) abgewandte Hälfte.
3. Einlaßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) einen Durchgang bildet, dessen Quer­ schnitt an dem unteren Ende des Einlaßkanals (4) im we­ sentlichen halbkreisförmig ist, wobei die Sehne der Be­ zugsebene (40) zugewandt ist.
4. Einlaßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) einen Durchgang bildet, dessen Quer­ schnitt an dem unteren Ende des Einlaßkanals (4) im we­ sentlichen dreieckförmig ist, wobei eine Seite der Bezugs­ ebene (40) zugewandt ist.
5. Einlaßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe, um die der Führungs­ abschnitt (60) von der Innenwand des Einlaßkanals (4) vorsteht, in Richtung der Einlaßöffnung (4A) allmählich ansteigt.
6. Einlaßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylindereinspritzung ist, die ein Kraftstoffeinspritzventil (18) aufweist, das so angeordnet ist, daß Kraftstoff direkt in die Verbren­ nungskammer (7) eingespritzt wird.
7. Einlaßsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit
  • - einer Verbrennungskammer (7), deren oberes Ende von einer unteren Wand eines Zylinderkopfs (1) und deren unteres Ende von einer Oberwand eines in einen Zylinder (3A) eingesetzten Kolbens (2) gebildet wird,
  • - einer Einlaßöffnung (4A), die in der unteren Wand des Zylinderkopfs (1) der Verbrennungskammer (7) zugewandt auf einer Seite einer Bezugsebene (40) angeordnet ist, in der die Mittelachse (42) des Zylinders (3A) liegt,
  • - einem Einlaßkanal (4), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Einlaßöffnung (4A) verbunden ist und sich von der Einlaßöffnung (4A) aus so nach oben erstreckt, daß ein vertikaler Wirbel der Ansaugluftströmung in der Verbrennungskammer (7) gebildet wird,
  • - einem Einlaßventil (61), das einen Kopfabschnitt (61a) zur Öffnung und Schließung der Einlaßöffnung (4A) und einen Schaftabschnitt (61b) aufweist, der sich von dem Kopfabschnitt (61a) zu einer stromaufwärtigen Seite des Einlaßkanals (4) durch den Zylinderkopf (1) erstreckt,
  • - einem Auslaßventil (11) zur Öffnung und Schließung einer in der unteren Wand des Zylinderkopfs (1) der Verbren­ nungskammer (7) zugewandt auf einer entgegengesetzten Seite der Bezugsebene (40) ausgebildeten Auslaßöffnung,
  • - einem Auslaßkanal (5), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Auslaßöffnung so in Verbindung steht, daß das Verbrennungsgas aus der Verbrennungskammer (7) befördert wird, und
  • - einem Begradigungselement (8), das in dem Einlaßkanal (4) stromabwärts des Schaftabschnittes (61b) so angeord­ net ist, daß die Ansaugluftströmung stromabwärts des Schaftabschnittes (61b) begradigt wird.
8. Einlaßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) so angeordnet ist, daß er sich in vertikaler Richtung im wesentlichen entlang der Mittel­ achse (42) erstreckt.
9. Einlaßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) so angeordnet ist, daß er sich im wesentlichen in vertikaler Richtung auf der einen Seite der Bezugsebene (40) erstreckt.
10. Einlaßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (4) so angeordnet ist, daß er sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt und die Bezugsebene (40) von ihrer einen Seite zu ihrer anderen Seite quert.
11. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Begradigungselement (8) als kon­ vexer Abschnitt gestaltet ist, der so ausgebildet ist, daß seine Krümmung von der Innenwand des Einlaßkanals (4) in Richtung des Mittelabschnitts des Einlaßkanals (4) vor­ steht.
12. Einlaßsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Abschnitt (8) so angeordnet ist, daß er sich in Richtung der stromabwärtigen Seite des Schaftabschnitts (61b) erstreckt.
13. Einlaßsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der konvexe Abschnitt (8) in einem vorherbe­ stimmten Abstand zu dem Schaftabschnitt (61b) angeordnet ist.
14. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekenn­ zeichnet durch eine Ventilschaftführung (51), die den Ventilschaftabschnitt (61b) bezüglich des Zylinderkopfs (1) verschiebbar und drehbar führt, wobei die Ventil­ schaftführung (51) so in dem Zylinderkopf (1) angeordnet ist, daß sie sich nicht in den Einlaßkanal (4) erstreckt.
15. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylindereinspritzung ist, die ein Kraftstoffeinspritzventil (18) aufweist, das so angeordnet ist, daß Kraftstoff direkt in die Verbrennungs­ kammer (7) eingespritzt wird.
16. Verfahren zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem
  • - während des Gießens eines Zylinderkopfs (1) stromabwärts eines Schaftabschnittes (61b) des Einlaßventils (61) ein Wulstabschnitt einteilig in dem Einlaßkanal (4) ausge­ bildet wird, der von der Innenwand des Einlaßkanals (4) vorsteht,
  • - gleichzeitig mit dem Bohren einer Schaftführungsöffnung in dem Zylinderkopf (1), in die eine Ventilschaftführung (51) für eine verschiebbare und drehbare Führung des Schaftabschnitts (61b) des Einlaßventils (61) eingesetzt wird, der Wulstabschnitt an seinem stromaufwärtigen Bereich in der Nähe des Schaftabschnittes (61b) spanend bearbeitet wird, und
  • - gleichzeitig mit dem Bohren einer Einsatzöffnung für einen Ventilsitz (24), die die Einlaßöffnung (4A) in dem Zylinderkopf (1) bildet, der Wulstabschnitt an seinem stromabwärtigen Bereich spanend bearbeitet wird,
  • - wodurch der Wulstabschnitt als Begradigungselement (8) zur Begradigung einer Ansaugluftströmung stromabwärts des Schaftabschnittes (61b) des Einlaßventils (61) ausgebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bohrens der Schaftführungsöffnung (13) der Wulstabschnitt an seinem stromaufwärtigen Bereich im wesentlichen parallel zur Richtung der Achse des Schaft­ abschnitts (61b) spanend bearbeitet wird, und daß der Wulstabschnitt zum Zeitpunkt des Bohrens der Einsatzöff­ nung für den Ventilsitz an seinem stromabwärtigen Bereich in einer Richtung spanend bearbeitet wird, die senkrecht zur Achse des Schaftabschnitts (61b) ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines Ansaugleitungsabschnitts einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem
  • - beim Gießen eines Zylinderkopfs stromabwärts eines Schaftabschnittes (61b) eines Einlaßventils (61) ein Wulstabschnitt einstückig gebildet wird, der von der Innenwand eines Einlaßkanals (4) vorsteht, und
  • - der Wulstabschnitt beim Bohren einer Einsatzöffnung für einen Ventilsitz (24) an seinem stromaufwärtigen Bereich in der Nähe des Schaftabschnitts (61b) und an seinem stromabwärtigen Bereich spanend bearbeitet wird, wobei die Einsatzöffnung die Einlaßöffnung (4A) des Zylin­ derkopfs (1) bildet.
19. Einlaßsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit
  • - einer Verbrennungskammer (7), deren oberes Ende von einer unteren Wand eines Zylinderkopfs (1) und deren unteres Ende von einer Oberwand eines in einen Zylinder (3A) eingesetzten Kolbens (2) gebildet wird,
  • - einer Einlaßöffnung (4A), die in der unteren Wand des Zylinderkopfs (1) der Verbrennungskammer (7) zugewandt auf einer Seite einer Bezugsebene (40) angeordnet ist, in der die Mittelachse (42) des Zylinders (3A) liegt,
  • - einem Einlaßkanal (4), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Einlaßöffnung (4A) verbunden ist und sich von der Einlaßöffnung (4A) aus so nach oben erstreckt, daß ein vertikaler Wirbel der Ansaugluftströmung in der Verbrennungskammer (7) gebildet wird,
  • - einem Einlaßventil (61), das einen Kopfabschnitt (61a) zur Öffnung oder Schließung der Einlaßöffnung (4A) und einen Schaftabschnitt (61b) aufweist, der sich von dem Kopfabschnitt (61a) zu einer stromaufwärtigen Seite des Einlaßkanals (4) durch den Zylinderkopf (1) erstreckt,
  • - einem Auslaßventil (11) zur Öffnung oder Schließung einer Auslaßöffnung, die in der unteren Wand des Zylin­ derkopfs (1) der Verbrennungskammer (7) zugewandt auf einer entgegengesetzten Seite der Bezugsebene (40) ausgebildet ist,
  • - einem Auslaßkanal (5), der mit der Verbrennungskammer (7) über die Auslaßöffnung so in Verbindung steht, daß das Verbrennungsgas aus der Verbrennungskammer (7) befördert wird,
  • - einem Führungsabschnitt (60), der zur Führung einer Ansaugluftströmung in dem Einlaßkanal (4) in Richtung der Innenumfangsfläche der Seitenwand des Zylinders (3A) in der Verbrennungskammer (7) an dem unteren Ende des Einlaßkanals (4) in einer Hälfte des Einlaßkanals (4) ausgebildet ist, die an die Bezugsebene (40) angrenzt, und
  • - einem Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt (70), der an dem unteren Ende des Einlaßkanals (4) auf der Seite der Einlaßöffnung (4A) so angeordnet ist, daß der An­ saugwiderstand gegen die Ansaugluftströmung, die durch den Einlaßkanal (4) strömt und in die Verbrennungskammer (7) geführt wird, verringert wird, um einen vertikalen Wirbel mit einem erhöhten Wälzgrad in der Verbrennungs­ kammer (7) zu bilden.
20. Einlaßsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte des Einlaßkanals (4), die an die Bezugs­ ebene (40) angrenzt, breiter ausgebildet ist als die andere Hälfte des Einlaßkanals (4), und daß der Ansaug­ luftströmungs-Korrekturabschnitt (70) von einem unteren Abschnitt des Einlaßkanals (4) so gebildet wird, daß die Ansaugluftströmung in dem Einlaßkanal (4) in Richtung der Bezugsebene (40) versetzt ist.
21. Einlaßsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt (70) von einem Begradigungselement (8) gebildet wird, das in dem Ein­ laßkanal (4) stromabwärts des Schaftabschnitts (61b) angeordnet ist, um die Ansaugluftströmung stromabwärts des Ventilschafts (61b) zu begradigen.
22. Einlaßsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte des Einlaßkanals (4), die an die Bezugs­ ebene (40) angrenzt, breiter ausgebildet ist als die andere Hälfte des Einlaßkanals (4), ein Begradigungsele­ ment (8) in dem Einlaßkanal (4) stromabwärts des Schaft­ abschnitts (61b) zur Begradigung der Ansaugluftströmung stromabwärts des Schaftabschnitts (61b) angeordnet ist, und der Ansaugluftströmungs-Korrekturabschnitt (70) von einem unteren Abschnitt des Einlaßkanals (4) und dem Begradigungselement (8) gebildet wird, so daß die Ansaug­ luftströmung in dem Einlaßkanal (4) in Richtung der Be­ zugsebene (40) versetzt ist.
23. Einlaßsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Einspritzung in den Zylinder hat, wobei ein Kraftstoffeinspritzventil (18) so angeord­ net ist, daß Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer (7) eingespritzt wird.
24. Einlaßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaßkanal (4) an einem unteren Ende in einer Form erstreckt, in der er von einer Seite der Bezugsebene (40) zu der inneren Umfangsfläche der Seitenwand des Zylinders (3A) hin gebogen ist.
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