DE19647301A1 - Mixture-preparation system for Otto-cycle engine - Google Patents

Mixture-preparation system for Otto-cycle engine

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DE19647301A1
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Eberhard Dipl Ing Holder
Martin Dipl Ing Mutterer
Ralph Weller
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Abstract

The combustion chamber (12) in each cylinder (4) is enclosed between the piston (3) and a gable-shaped roof (18). A fuel-air mixture is delivered to it via a throttle-controlled intake containing a valve (17) and seat (23). An injector (13) in the intake wall discharges a jet (14) in the flow direction and the intake contains a bend (16) leading to the chamber roof, the mixture then flowing in a circle (T) inside the chamber. A gas controlled by valves (8) is blown into the bend on the inside via passages (6,7) dependent on operating conditions and acts on the mixture current. The gas current is caused to pulsate, and during starting and early warming up is mainly directed via one passage near the injector.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gemischbereitung für eine Otto-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Brennkraftmaschine zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.The invention relates to a method for mixture preparation for an Otto engine according to the generic term of Claim 1 and an internal combustion engine to perform procedure.

Es ist bekannt, daß bei Otto-Brennkraftmaschinen mit äu­ ßerer Gemischbildung durch Kraftstoffeinspritzung in den Ansaugkanal die Bereitung eines homogenen Gemisches im Brennraum gefördert werden kann, indem der Gemischstrom aus dem Ansaugkanal in einer walzenartigen Strömung, der sogenannten Tumbleströmung, in den Brennraum einströmt und eine feine Verteilung des Gemisches herbeiführt. Die Tumbleströmung wird dabei grundsätzlich dadurch erzeugt, daß der Ansaugkanal durch einen Tumblebogen zu einem gie­ belförmigen Brennraumdach in den Brennraum mündet und zum Gemischeinlaß in den Brennraum durch Abheben eines Ven­ tilgliedes von seinem Ventilsitz im Brennraumdach mit ei­ nem entsprechenden Öffnungshub freigegeben wird. Dabei wird die Gemischströmung aus dem Tumblebogen in den Brennraum umgelenkt und dadurch die Tumbleströmung be­ wirkt. Es hat sich bewährt, den Injektor in der dem Brennraum gegenüberliegenden Kanalwand des Ansaugkanals derart anzuordnen, daß der Kraftstoff am Eingang des Tum­ blebogens in den Ansaugluftstrom in einem Sprühstrahl eingespritzt wird, welcher in Durchströmungsrichtung an­ gestellt ist. Somit ist frühzeitig eine Zerstäubung und Verdunstung des eingespritzten Kraftstoffes im Ansaug­ luftstrom möglich, welcher durch die Anstellung einer Drosselklappe als Steuerorgan bestimmt ist.It is known that in Otto internal combustion engines with äu Outer mixture formation through fuel injection in the Intake duct the preparation of a homogeneous mixture in the Combustion chamber can be promoted by the mixture flow from the intake duct in a roller-like flow, the so-called tumble flow, flows into the combustion chamber and brings about a fine distribution of the mixture. The Tumble flow is basically generated by that the suction channel through a tumble arch to a gie bel-shaped combustion chamber roof opens into the combustion chamber and Mixture inlet into the combustion chamber by lifting a Ven tilliedes from its valve seat in the combustion chamber roof with egg is released in a corresponding opening stroke. Here the mixture flow from the tumble arc into the Redirected combustion chamber and thereby the tumble flow works. It has proven its worth in the injector Combustion chamber opposite duct wall of the intake duct to be arranged so that the fuel at the entrance of the tum blebogens into the intake air stream in a spray is injected, which in the flow direction  is posed. Thus, atomization is early and Evaporation of the injected fuel in the intake airflow possible, which by employing a Throttle valve is intended as a control element.

Im niedrigen Lastbereich der Brennkraftmaschine ist je­ doch der in den Brennraum geförderte Gemischstrom nur ge­ ring, wodurch eine Tumbleströmung zur Gemischverteilung im Brennraum schwach oder gar nicht ausgebildet werden kann. Ein weiteres Problem bei der Gemischbereitung er­ gibt sich in der Startphase der Brennkraftmaschine, wobei aufgrund der vorgelagerten Injektoranordnung der einge­ spritzte Kraftstoff unvollständig verdunstet wird und sich teilweise an der kalten Kanalwand in flüssiger Form niederschlägt. Die JP 6-159075 schlägt daher eine Otto-Brennkraftmaschine vor, bei der durch Einblasung eines kontinuierlichen Luftstroms in den Ansaugkanal die Ge­ mischbereitung im Brennraum beeinflußt wird. Die Luftein­ blasung ist dabei an zwei in Durchströmungsrichtung des Ansaugkanals beabstandeten Stellen in dem im Tumblebogen innenliegenden Wandabschnitt vorgesehen. An jeder dieser Stellen mündet ein Einblaskanal in den Ansaugkanal, wel­ che wahlweise von einem Umschaltventil freigebbar sind, so daß ein stromauf der Drosselklappe dem Ansaugluftstrom abgegriffener Teilstrom durch den jeweils freigegebenen Einblaskanal in den Ansaugkanal eingeblasen wird. In der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine wird der benachbart des Ventilsitzes in den Tumblebogen mündende Einblaskanal freigegeben, wobei der eingeblasene Luftstrom den in die­ ser Betriebsphase an der kalten Kanalwand niedergeschla­ genen Kraftstoff auf das vom Ventilsitz abgehobene Ven­ tilglied sprüht und somit die Kraftstoffverdunstung för­ dert. Ist die Brennkraftmaschine nach einer bestimmten Betriebszeit aufgewärmt, so erfolgt die Einblasung des kontinuierlichen Luftstroms nach der entsprechenden Um­ schaltung des Umschaltventils durch den nahe dem Injektor in den Tumblebogen mündenden Einlaßkanal. Der durch die­ sen Einblaskanal in den Ansaugkanal gelangende Luftstrom drängt den im Ansaugkanal strömenden Gemischstrom an die im Tumblebogen außenliegende Kanalwand und begünstigt so­ mit die Ausbildung einer Tumbleströmung im Brennraum ent­ sprechend dem Ventilhub und der Geometrie des Tumblebo­ gens.In the low load range of the internal combustion engine is ever but the mixture flow delivered into the combustion chamber is only ge ring, which creates a tumble flow for mixture distribution weakly or not at all in the combustion chamber can. Another problem with the mixture preparation he gives itself in the starting phase of the internal combustion engine, whereby due to the upstream injector arrangement injected fuel is evaporated incompletely and partly on the cold channel wall in liquid form precipitates. JP 6-159075 therefore suggests one Otto internal combustion engine before, by blowing one continuous airflow into the intake duct the Ge Mixing in the combustion chamber is affected. The air stone Blow is on two in the flow direction of the Intake channel spaced locations in the tumble arch provided inner wall section. On each of these Places an injection duct opens into the intake duct, wel can optionally be released by a changeover valve, so that upstream of the throttle valve the intake air flow tapped partial flow by the respectively released Injection duct is blown into the intake duct. In the Cold start phase of the internal combustion engine is adjacent of the valve seat into the tumble arch injection channel released, with the blown airflow into the during the operational phase on the cold duct wall fuel on the valve lifted off the valve seat part spray and thus promote fuel evaporation different. Is the internal combustion engine after a certain one Operating time warmed up, so the  continuous air flow after the corresponding order switching of the changeover valve by the near the injector inlet duct opening into the tumble arch. The one through the air flow entering the intake duct urges the mixture flow flowing in the intake duct to the in the tumble arch outer channel wall and so favors with the formation of a tumble flow in the combustion chamber speaking of the valve lift and the geometry of the tumblebo gens.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine frühzeitige Beein­ flussung des Gemischstromes durch Lufteinblasung in einem injektornahen Bereich, insbesondere im Niedriglastbereich der Brennkraftmaschine mit geringem Gemischmassenstrom, nur eine minimale Einwirkung auf die Erzeugung der ange­ strebten Tumbleströmung im Brennraum ermöglicht. Der an die Außenwand des Tumblebogens gelenkte Gemischstrom löst sich rasch wieder von der Anlage an der Kanalwand, so daß eine direkte Einflußnahme auf die Gemischbereitung im Brennraum durch Lufteinblasung im injektornahen Bereich kaum möglich ist. Der auf die beschriebene Weise einge­ blasene Luftstrom führt außerdem zur Ausbildung schädli­ cher Turbulenzen in der Gemischströmung. Darüber hinaus kann die Maßnahme der Lufteinblasung im Ventilsitzbereich während der Startphase der Brennkraftmaschine nicht ver­ hindern, daß sich auf der kalten Kanalwand gegenüber dem Injektor durch eine Kraftstoffbenetzung durch den Sprüh­ strahl ein Kraftstoffilm niederschlägt. Dieser Kraft­ stoffilm führt zu einer Bildung von zu großen Kraftstoff­ tropfen, welche vor dem Eintritt in den Brennraum nicht mehr verdunstet werden können und in flüssiger Form ein homogenes Gemisch im Brennraum erzeugen. Die Folge ist eine Überfettung des im Brennraum gebildeten Gemisches und eine unvollständige Verbrennung, was eine erhöhte Schadstoffemission, insbesondere unverbrannte Kohlenwas­ serstoffe und Kohlenmonoxid verursacht. Durch die schlag­ artige Verlegung der Einblasstelle infolge der Umschal­ tung des Umschaltventils während der Aufwärmphase der Brennkraftmaschine ist eine zufriedenstellende Gemischbe­ reitung im Brennraum nicht möglich, da vor der Umschal­ tung nur eine unzufriedenstellende Tumbleströmung erzeug­ bar ist und direkt nach der Umschaltung erhöhte Schad­ stoffemissionen durch zu große Kraftstofftropfenbildung auftreten.However, it has been shown that early legs Flow of the mixture flow through air injection in one area close to the injector, especially in the low-load area the internal combustion engine with a low mixture mass flow, minimal impact on the generation of crops aspired tumble flow in the combustion chamber. The one the mixture flow directed by the outer wall of the tumble arc releases quickly from the system on the canal wall, so that a direct influence on the mixture preparation in Combustion chamber through air injection in the area near the injector is hardly possible. The turned on in the manner described blown air flow also leads to harmful formation turbulence in the mixture flow. Furthermore can measure the air injection in the valve seat area not ver during the starting phase of the internal combustion engine prevent that on the cold channel wall opposite the Injector by wetting the fuel with the spray beam of fuel film. That power stoffilm leads to the formation of too large fuel which do not drip before entering the combustion chamber can be evaporated more and in liquid form Create a homogeneous mixture in the combustion chamber. The result is over-greasing of the mixture formed in the combustion chamber and incomplete combustion, which increased  Pollutant emissions, especially unburned coal water causes hydrogen and carbon monoxide. By the blow like relocation of the blowing point due to the formwork device of the changeover valve during the warm-up phase of the Internal combustion engine is a satisfactory mixture Horse riding in the combustion chamber is not possible because of the changeover only produce an unsatisfactory tumble flow bar and increased damage immediately after switching emissions due to excessive fuel drop formation occur.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ge­ mischbereitung zu schaffen, welches insbesondere im Nied­ riglastbereich und in der Startphase der Brennkraftma­ schine eine wirkungsvolle Beeinflussung der Gemischberei­ tung im Brennraum ermöglicht. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Otto-Brennkraftmaschine bereitzustel­ len, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreib­ bar ist.It is therefore an object of the invention to provide a method for Ge to create mixing, which is particularly in the low riglast range and in the starting phase of the internal combustion engine seems to have an effective influence on the mixture production device in the combustion chamber. It is still a task of the invention to provide an Otto engine len, which operate with the inventive method is cash.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einer Otto-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ge­ löst.This object is achieved in a method with the features of claim 1 and one Otto internal combustion engine with the features of claim 4 ge solves.

In der Startphase oder in der frühen Warmlaufphase der Brennkraftmaschine wird vorwiegend durch einen Zerstäu­ bungskanal und dessen nahe dem Injektor im Einblasab­ schnitt angeordneten Einblasöffnung in den Ansaugkanal ein Fluidstrom eingeblasen und dadurch der sich in dieser Betriebsphase an der kalten Kanalwand infolge Kraftstoff­ benetzung niedergeschlagene Kraftstoffilm aufgerissen und im Gemischstrom zerstäubt. Die frühzeitige Entfernung des Kraftstoffilms von der Kanalwand ermöglicht durch den Ab­ stand vom Ventilsitz eine vollständige Verdunstung der zerstäubten Kraftstofftropfen vor dem Eintritt in den Brennraum. Mit zunehmender Betriebsdauer und damit zuneh­ mender Temperatur der Brennkraftmaschine wird ein zuneh­ mender Fluidmassenstrom durch einen Tumblekanal benach­ bart des Ventilsitzes in den Ansaugkanal geblasen. In der Normalbetriebsphase der Brennkraftmaschine wird vorwie­ gend durch den Tumblekanal eingeblasen, wobei der einem dem Injektor gegenüberliegende Wandabschnitt benetzende Kraftstoff durch die Temperatur der Wand verdunstet wird und somit keine zusätzlichen Zerstäubungsmaßnahmen an dieser Stelle erforderlich sind.In the start-up phase or in the early warm-up phase of the Internal combustion engine is mainly by atomization exercise channel and its near the injector in the blow-in cut arranged injection opening in the intake duct a fluid stream is blown in and thereby in it Operating phase on the cold duct wall due to fuel wetting down torn fuel film and atomized in the mixture flow. The early removal of the Fuel film from the duct wall made possible by the Ab  there was complete evaporation from the valve seat atomized fuel drops before entering the Combustion chamber. With increasing operating time and therefore increasing The temperature of the internal combustion engine increases mender fluid mass flow through a tumble channel adj Beard of the valve seat blown into the intake duct. In the Normal operating phase of the internal combustion engine is as before blown through the tumble channel, the one wall section opposite the injector Fuel is evaporated by the temperature of the wall and therefore no additional atomization measures this point are required.

Durch die Lufteinblasung im Ventilsitzbereich erfolgt ei­ ne direkte Beeinflussung des in den Brennraum eintreten­ den Gemischstromes zur Generierung der angestrebten Tum­ bleströmung im Brennraum. Der Fluidstrom wird vor der Einleitung in die Einblaskanäle in Pulsation versetzt, wodurch mit einem geringen Fluidmassenstrom eine hohe Wirksamkeit der Einblasung durch die impulsartige Beein­ flussung erreicht ist. Ein in der Startphase der Brenn­ kraftmaschine durch den Zerstäubungskanal und dessen Ein­ blasöffnung im injektornahen Bereich in den Ansaugkanal eingeblasener Fluidstrom reißt den an der Wand niederge­ schlagenen Kraftstoffilm entsprechend seiner Pulsfrequenz häufig auf und erreicht somit eine feine Zerstäubung und schnelle Verdunstung. Die Beeinflussung des Gemischstro­ mes zur Erzeugung einer Tumbleströmung im Brennraum durch Einblasung eines Fluidstroms durch den Tumblekanal und dessen Einblasöffnung im Ventilsitzbereich ist durch die Pulsation des Fluidstroms besonders vorteilhaft, da bei großer tumbleerzeugender Wirkung auf den Gemischstrom nur eine geringe Einblasmenge dem Gemischstrom beigemengt wird. The air is blown into the valve seat area to create an egg ne has a direct influence on the combustion chamber the mixture flow to generate the desired tumor blowing flow in the combustion chamber. The fluid flow is before the Introduction into the injection channels pulsed, whereby a high with a low fluid mass flow Effectiveness of the injection due to the impulse-like legs flow is reached. One in the starting phase of the burning engine through the atomization channel and its on Blow opening in the area near the injector into the intake duct injected fluid stream tears down on the wall hit fuel film according to its pulse rate frequently and thus achieves fine atomization and rapid evaporation. Influencing the mixture flow mes to generate a tumble flow in the combustion chamber Injection of a fluid flow through the tumble channel and whose injection opening in the valve seat area is through the Pulsation of the fluid flow is particularly advantageous since great tumbling effect on the mixture flow only a small amount of air is added to the mixture flow becomes.  

Die Pulsation des zur Einblasung in den Ansaugkanal be­ stimmten Fluidstroms wird durch eine schnellschaltbare Taktventilanordnung erzeugt, welche sowohl den Tumbleka­ nal als auch den Zerstäubungskanal beherrscht und dem je­ weils vorliegenden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine entsprechend ansteuert. Vorteilhaft wird stromauf der Drosselklappe im Ansaugkanal dem Ansaugluftstrom ein Teilstrom abgegriffen, welcher durch einen Bypasskanal den Einblaskanälen zugeleitet wird. Das Druckgefälle stromauf und stromab der Drosselklappe treibt dabei den Luftstrom durch den Bypasskanal und entsprechend der Ein­ stellung der Taktventilanordnung durch die Einblaskanäle zur Einblasung in den Tumblebogen.The pulsation of the be to be blown into the intake duct tuned fluid flow is through a quick switch Tactile valve assembly which produces both the Tumbleka nal as well as the atomization channel and that ever Weil present operating point of the internal combustion engine controls accordingly. The upstream is advantageous Throttle valve in the intake duct to the intake air flow Partial stream tapped through a bypass channel is fed to the injection channels. The pressure drop upstream and downstream of the throttle valve drives the Air flow through the bypass duct and according to the on position of the timing valve arrangement through the injection channels for blowing into the tumble arch.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in dem Bypasskanal ein Umschaltventil angeordnet, welches sowohl den Bypasskanal als auch eine an dieser Stelle in dem Bypasskanal mündende Speiseleitung beherrscht. Durch eine entsprechende Schaltung des Umschaltventils steht alternativ zum Luftstrom ein durch die Speiseleitung her­ angeführtes Fluid zur Einblasung bereit. Ist die Speise­ leitung mit einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine ver­ bunden, so ist über die Einblasung Abgas in den Ansaugka­ nal der Brennkraftmaschine rückführbar. Durch entspre­ chende Schaltung des Umschaltventiles ist in jedem Be­ triebspunkt der Brennkraftmaschine die optimale Abgas­ rückführungsrate einstellbar. Darüber hinaus ist durch eine geteilte Einblasung des gesamten Abgasstroms an ver­ schiedenen Stellen im Tumblebogen durch eine entsprechen­ de Einstellung der Taktventilanordnung eine Gemischbil­ dung mit hoher Abgasverträglichkeit erzielbar. In an advantageous development of the invention, in a bypass duct arranged a changeover valve, which both the bypass channel and one at this point in dominated feed line leading to the bypass channel. By a corresponding circuit of the changeover valve is available as an alternative to the air flow through the feed line listed fluid ready for injection. Is the food line with an exhaust duct of the internal combustion engine bound, so is the exhaust gas into the Ansaugka nal the internal combustion engine traceable. By correspond Adequate switching of the changeover valve is in every loading driving point of the internal combustion engine the optimal exhaust gas feedback rate adjustable. In addition, is by a split injection of the entire exhaust gas flow to ver correspond to different places in the tumble arch de Setting the clock valve arrangement a mixture bil tion with high exhaust gas compatibility can be achieved.  

Es wird als vorteilhaft gesehen, daß sowohl das Umschalt­ ventil als auch die Taktventilanordnung von einer Kenn­ feldsteuerung betriebspunktoptimal einstellbar sind. Da­ bei erfolgt die Steuerung der Einblasung derart, daß in jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine optimale Gemischbereitung im Brennraum und, durch Steuerung der Zusammensetzung des einzublasenden Fluidstroms, eine je­ weils optimale Abgasrückführungsrate erreicht ist.It is seen as advantageous that both the switching valve as well as the timing valve arrangement by a Kenn field control can be set optimally for the operating point. There at the control of the injection takes place such that in an optimal every operating point of the internal combustion engine Mixture preparation in the combustion chamber and, by controlling the Composition of the fluid flow to be blown, one each because optimal exhaust gas recirculation rate has been reached.

Vorteilhaft weist jeder Zylinder der Brennkraftmaschine zwei nebeneinander in dem Brennraum mündende Ansaugkanäle auf. Durch unterschiedliche Steuerung der Einblasvorgänge in den Tumblebögen beider Ansaugkanäle sind unterschied­ lich ausgeprägte Tumbleströmungen in den Brennräumen aus­ bildbar, wobei eine Drallströmung um die Zylinderachse entsteht. Mit der Generierung einer Drallströmung steht ein weiteres durch die Einblasung beeinflußbares Mittel zur Gemischbereitung und Verbesserung der Brennbedingun­ gen bereit.Each cylinder of the internal combustion engine advantageously has two intake ducts opening side by side in the combustion chamber on. Through different control of the blowing processes there are differences in the tumble arches of the two intake channels pronounced tumble currents in the combustion chambers can be formed, with a swirl flow around the cylinder axis arises. With the generation of a swirl flow stands another means which can be influenced by the blowing for mixture preparation and improvement of the firing conditions ready.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen und aus der Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels, welches nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert ist. Es zeigen:Further features of the invention result from the Un claims and from the description of an execution example, which below with reference to the drawing is explained. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eines teilweise auf­ gebrochen Längsschnitt eines Zylinders einer Otto-Brennkraftmaschine mit äußerer Gemischbildung durch Kraftstoffeinspritzung in den Ansaugkanal, Fig. 1 shows a schematic illustration of a partially broken longitudinal section of a cylinder of a spark-ignition internal combustion engine with external mixture formation by injecting fuel into the intake passage,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Zylinders, Fig. 2 is a plan view of a cylinder,

Fig. 3 die Vergrößerung des Einblasabschnittes benachbart des Ventilsitzes gemäß III in Fig. 1, Fig. 3, the magnification of the Einblasabschnittes adjacent the valve seat according to III in Fig. 1,

Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung der Einzelheit ge­ mäß Fig. 3, Fig. 4 shows an alternative embodiment of the detail accelerator as Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Mündung des Tum­ blebogens in den Brennraum gemäß V in Fig. 4. Fig. 5 is a perspective view of the mouth of the Tum blebogens into the combustion chamber according to V in Fig. 4.

In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt ein Zylinder 4 einer Otto-Brennkraftmaschine 1 dargestellt, in dem von einem Kolben 3 und einem giebelförmigen Brennraumdach 18 ein Brennraum 2 begrenzt ist. In den Brennraum 2 münden in einer Giebelhälfte des Brennraumdaches 18 zwei hinterein­ ander angeordnete, Gemisch zuführende Ansaugkanäle 12 und in der anderen Giebelhälfte des Brennraumdaches 18 zwei Abgaskanäle 21, welche nach der Verbrennung des Gemisches im Brennraum 2 von jeweils einem Auslaßventil 20 zur Ab­ führung der Abgase freigebbar sind. Jeder Ansaugkanal 12 ist in seinem Endabschnitt mit einem Tumblebogen 16 zum Brennraumdach 18 gebogen und ist durch Abheben eines Ven­ tilgliedes 17 von seinem Ventilsitz 23 im Brennraumdach 18 freigebbar. Entsprechend dem Betriebspunkt der Brenn­ kraftmaschine 1 steuert eine Drosselklappe 11 bei einer Freigabe des Ansaugkanals 12 den Ansaugluft-Massenstrom A. In der Kanalwand 15 des Ansaugkanals 12 ist gegenüber­ liegend dem Brennraum 2 ein Injektor 13 angeordnet, wel­ cher am Eingang des Tumblebogens 16 Kraftstoff in einem Sprühstrahl 14 einspritzt. Der Sprühstrahl 14 ist in Strö­ mungsrichtung des Ansaugluftstromes A angestellt.In Fig. 1, a cylinder 4 of an Otto engine 1 is shown in a longitudinal section, in which a combustion chamber 2 is delimited by a piston 3 and a gable-shaped combustion chamber roof 18 . In the combustion chamber 2 open in a gable half of the combustion chamber roof 18 two consecutively arranged, mixture-supplying intake ducts 12 and in the other gable half of the combustion chamber roof 18 two exhaust gas channels 21 , which after combustion of the mixture in the combustion chamber 2 by an exhaust valve 20 for guiding the Exhaust gases can be released. Each intake duct 12 is bent in its end section with a tumble arch 16 to the combustion chamber roof 18 and can be released by lifting a Ven valve member 17 from its valve seat 23 in the combustion chamber roof 18 . Corresponding to the operating point of the internal combustion engine 1 controls a throttle valve 11 upon a release of the suction passage 12 to the intake air mass flow A. In the channel wall 15 of the intake passage 12 is opposite the combustion chamber 2 is disposed an injector 13, wel cher at the input of Tumblebogens 16 fuel in injects a spray 14 . The spray jet 14 is employed in the direction of flow of the intake air stream A.

Um eine optimale Gemischbereitung im Brennraum mit mög­ lichst homogener Verteilung zu erreichen, wird ange­ strebt, den Gemischstrom in einer walzenförmigen Tum­ bleströmung T in den Brennraum 2 einzuleiten. Die Tum­ bleströmung T wird grundsätzlich bei einem entsprechenden Ventilhub des Ventilgliedes 17 durch die Geometrie des Tumblebogens 16 und der Strömungsenergie des Gemischstro­ mes erzeugt. Im Niedriglastbereich der Brennkraftmaschine 1 mit niedrigen Drehzahlen und geringem Gemisch-Massen­ strom wird die Generierung der Tumbleströmung T durch Einblasung eines Fluidstroms im Bereich des Ventilsitzes 23 unterstützt, um die Durchmischung im Brennraum 2 zu verbessern. Im innenliegenden Einblasabschnitt 25 mündet daher ein Tumblekanal durch Einblasöffnungen 24 in den Ansaugkanal 12. Die Einblasöffnungen 24 sind dabei kreis­ bogenförmig im innenliegenden Einblasabschnitt 25 paral­ lel zu einem Ventilsitzring 22 angeordnet, welcher den Ventilsitz 23 aufweist. Durch das Einblasen eines ent­ sprechenden Fluidmassenstroms durch den Tumblekanal 6 läßt sich in jedem Betriebspunkt insbesondere im Niedrig­ lastbereich der Brennkraftmaschine 1 die jeweils ange­ strebte Tumbleströmung T zur Gemischbereitung im Brenn­ raum 2 generieren. Wird dabei in beiden Ansaugkanälen 12 der dem Brennraum jeweils zugeführte Gemischstrom durch unterschiedliche Einblassteuerung der jeweiligen Tumble­ kanäle 6 unterschiedlich in seiner Strömungsrichtung be­ einflußt, so ist neben der Generierung von Tumbleströmun­ gen T eine Beeinflussung der Gemischbereitung durch Aus­ bildung einer Drallströmung um die Zylinderachse möglich.In order to achieve an optimal mixture preparation in the combustion chamber with as homogeneous a distribution as possible, the aim is to introduce the mixture flow in a drum-shaped tumble flow T into the combustion chamber 2 . The tumble flow T is basically generated with a corresponding valve lift of the valve member 17 by the geometry of the tumble arc 16 and the flow energy of the mixture flow. In the low-load range of the internal combustion engine 1 with low speeds and low mixture mass flow, the generation of the tumble flow T is supported by blowing in a fluid flow in the region of the valve seat 23 in order to improve the mixing in the combustion chamber 2 . In the inner blowing section 25 , therefore, a tumble channel opens through blowing openings 24 into the suction channel 12 . The injection openings 24 are arranged in a circular arc in the internal injection section 25 parallel to a valve seat ring 22 which has the valve seat 23 . By blowing in a corresponding fluid mass flow through the tumble channel 6 , the desired tumble flow T for mixture preparation in the combustion chamber 2 can be generated at each operating point, particularly in the low load range of the internal combustion engine 1 . If the mixture flow supplied to the combustion chamber in each of the two intake ducts 12 is influenced differently in its flow direction by different injection control of the respective tumble ducts 6 , in addition to the generation of tumble flows T, influencing the mixture preparation by forming a swirl flow around the cylinder axis is possible.

Im innenliegenden Einblasabschnitt 25 des Tumblebogens 16 mündet nahe dem Injektor 13 ein weiterer Einblaskanal, nämlich ein Zerstäubungskanal 7 durch Einblasöffnungen 26 in den Ansaugkanal 12. Die Einblasöffnungen 26 sind dabei ringförmig in einer Teilfläche der Kanalwand des Einblas­ abschnittes 25 verteilt. Beide Einblaskanäle 6, 7 werden von einer schnellschaltenden Taktventilanordnung 8 be­ herrscht, welche die Einblaskanäle mit pulsierenden Flu­ idströmungen beschickt, deren Anteile am gesamten zur Verfügung stehenden Fluidstrom vom Betriebspunkt bzw. der Betriebsphase der Brennkraftmaschine 1 abhängig sind. Während der Startphase bzw. der frühen Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 wird der zur Einblasung verfügbare Fluidstrom vorwiegend durch den Zerstäubungskanal 7 in den Ansaugkanal 12 eingeblasen. Der an dieser Stelle durch die Einblasbohrungen 26 austretende, pulsierende Fluidstrom reißt den sich in dieser Betriebsphase auf der kalten Kanalwand infolge Kraftstoffbenetzung niederge­ schlagenen Kraftstoffilm auf. Der niedergeschlagene Kraftstoff wird ins Innere des Ansaugkanals 12 gerissen und fein zerstäubt, wodurch die vollständige Verdunstung gefördert und damit die homogene Gemischbildung im Brenn­ raum begünstigt ist.In the inner blowing section 25 of the tumble arc 16 , near the injector 13 , another blowing channel opens, namely an atomizing channel 7 through blowing openings 26 into the suction channel 12 . The injection openings 26 are distributed annularly in a partial area of the channel wall of the injection section 25 . Both injection channels 6 , 7 are controlled by a fast-switching timing valve arrangement 8 , which feeds the injection channels with pulsating fluid flows, the proportions of which are dependent on the total available fluid flow of the operating point or the operating phase of the internal combustion engine 1 . During the start phase or the early warm-up phase of the internal combustion engine 1, the available for blowing fluid stream is mainly blown by the atomizing 7 in the intake duct 12th The emerging at this point through the blow holes 26 , pulsating fluid stream tears the fuel film in this operating phase on the cold channel wall due to fuel wetting down. The deposited fuel is torn into the interior of the intake duct 12 and atomized, which promotes complete evaporation and thus promotes the homogeneous mixture formation in the combustion chamber.

Mit zunehmender Betriebsdauer der Brennkraftmaschine lenkt die Taktventilanordnung 8 den Einblasmassenstrom in größer werdenden Anteilen durch den Tumblekanal 6. Mit einer entsprechenden Pulsation und Menge des eingeblase­ nen Fluidstroms ist hier die Entwicklung der Tumbleströ­ mung T im Brennraum 2 betriebspunktoptimal steuerbar. Im höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 mit zuneh­ mend höheren Drehzahlen wird der eingeblasene Fluidstrom zunehmend reduziert und die erforderliche Tumbleströmung T durch den Massenstrom der Gemischzuführung im Ansaugka­ nal 12 und den Tumblebogen 16 und das Ventilglied 17 er­ zeugt. Bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 1 wird die Einblasung durch den Tumblekanal 6 gestoppt, um die Ausbildung der Tumbleströmung T im Brennraum 2 nicht auf ein schädliches Maß zu erhöhen, welches die Zuführung der benötigten Ansaugluftmenge A durch den Ansaugkanal 12 be­ hindern würde. Die Krümmung des Tumblebogens 16 ist der­ art ausgeführt, daß durch die Geometrie dieses Niedertum­ blebogens dem Gemischstrom, welcher dem Brennraum 2 zuge­ führt werden soll, ein geringer Grundtumbleimpuls erteilt wird. Die erforderliche Tumbleströmung T zur guten Ge­ mischbereitung wird dadurch im Niedriglastbereich der Brennkraftmaschine variierbar durch die Lufteinblasung im Tumblekanal 6 benachbart des Ventilsitzes 23 erzeugt.With increasing operating time of the internal combustion engine, the clock valve arrangement 8 directs the blowing mass flow in increasing proportions through the tumble channel 6 . With a corresponding pulsation and quantity of the injected fluid flow, the development of the tumble flow T in the combustion chamber 2 can be optimally controlled at the operating point. In the higher load range of the internal combustion engine 1 with increasingly higher speeds, the injected fluid flow is increasingly reduced and the required tumble flow T through the mass flow of the mixture supply in the Ansaugka channel 12 and the tumble elbow 16 and the valve member 17 it produces. At high speeds of the internal combustion engine 1 , the injection through the tumble channel 6 is stopped in order not to increase the formation of the tumble flow T in the combustion chamber 2 to a harmful level, which would prevent the supply of the required amount of intake air A through the intake channel 12 . The curvature of the tumble arc 16 is carried out in such a way that a low basic tumble pulse is given to the mixture stream which is to be fed to the combustion chamber 2 due to the geometry of this low arc bleb. The required tumble flow T for good Ge mixture preparation is thus variable in the low load range of the internal combustion engine generated by the air injection in the tumble channel 6 adjacent to the valve seat 23 .

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Gemischbe­ reitung im Brennraum 2 und der Verbrennungsbedingungen insbesondere im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen ist durch eine Steuerung der Zusam­ mensetzung des einzublasenden Fluidstroms möglich. Dabei kann den Einblaskanälen 6, 7 zum einen ein Luftstrom zur Einblasung zugeführt werden, welcher stromauf der Dros­ selklappe 11 dem Ansaugluftstrom im Ansaugkanal 12 abge­ griffen ist und durch einen Bypasskanal 10 der Taktven­ tilanordnung 8 zugeführt ist.Another possibility for improving the mixture preparation in the combustion chamber 2 and the combustion conditions, in particular with regard to fuel consumption and pollutant emissions, is possible by controlling the composition of the fluid flow to be blown in. In this case, the blowing channels 6 , 7, on the one hand, an air flow can be fed for blowing, which upstream of the throttle valve 11, the intake air flow in the intake channel 12 is accessed and fed through a bypass channel 10 of the valve arrangement 8 to the valve line 8 .

Der Einlaßluftstrom wird von der Taktventilanordnung 8 in Pulsation versetzt und entsprechend den jeweils vorlie­ genden Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 an­ teilig dem Tumblekanal 6 zur Einblasung im Ventilsitzbe­ reich und dem Zerstäubungskanal 7 zur Einblasung im in­ jektornahen Bereich des Einblasabschnittes 25 zugeführt. Der vor der Drosselklappe 11 abgegriffene Luftstrom wird dabei von dem Druckgefälle im Ansaugkanal stromauf und stromab der Drosselklappe 11 durch den Bypasskanal 10 und die Einblaskanäle 6, 7 zur Einblasung in den Tumblebogen 16 getrieben. Dadurch steht beim Start der Brennkraftma­ schine 1 mit noch geschlossener Drosselklappe 11 im Zer­ stäubungskanal 7 sofort ein Einblasdruck an. Die Einbla­ sung des vor der Drosselklappe 11 bereits abgegriffenen Luftstroms durch den Zerstäubungskanal 7 und dessen Ein­ blasöffnungen 26 zerstäuben unmittelbar den an dieser Stelle der Kanalwand gebildeten Kraftstoffilm und verhin­ dern somit zuverlässig jegliches Eindringen von flüssigem Kraftstoff in den Brennraum 2. In den ersten Arbeitsspie­ len des Zylinders 4 in der Startphase der Brennkraftma­ schine 1 ist durch die sofortige Zerstäubung des Kraft­ stoffilms im Einblasabschnitt 25 für eine vollständige, homogene Gemischverbrennung und minimale Schadstoffemis­ sionen gesorgt.The inlet air flow is pulsed by the clock valve arrangement 8 and rich in accordance with the respective vorlie operating conditions of the internal combustion engine 1 at part of the tumble channel 6 for injection in the valve seat and the atomization channel 7 for injection in the area close to the injector of the injection section 25 . The air flow tapped in front of the throttle valve 11 is driven upstream and downstream of the throttle valve 11 by the bypass duct 10 and the injection ducts 6 , 7 for blowing into the tumble elbow 16 by the pressure drop in the intake duct. As a result, at the start of the internal combustion engine 1 with the throttle valve 11 still closed, an injection pressure is immediately present in the dusting channel 7 . The Einla solution of the air flow already tapped in front of the throttle valve 11 through the atomization channel 7 and its blowing openings 26 directly atomize the fuel film formed at this point in the channel wall and thus prevent any liquid liquid from entering the combustion chamber 2 reliably. In the first Arbeitspie len of the cylinder 4 in the starting phase of the internal combustion engine 1 is ensured by the immediate atomization of the fuel film in the blowing section 25 for a complete, homogeneous mixture combustion and minimal pollutant emissions.

Zwischen der Taktventilanordnung 8 und dem Ansaugkanal 12 ist im Bypasskanal 10 ein Umschaltventil 9 angeordnet, welches sowohl den Bypasskanal 10 als auch eine an dieser Stelle einmündende Speiseleitung 19 beherrscht. Die Spei­ seleitung 19 ist im Ausführungsbeispiel mit einer gemein­ samen Abgasleitung der Abgaskanäle 21 aller Zylinder 4 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Gibt das Umschaltven­ til 9 die Speiseleitung 19 frei, so wird Abgas der Brenn­ kraftmaschine 1 zurückgeführt und kommt entsprechend der Einstellung der Taktventilanordnung 8 durch die Einblas­ kanäle 6, 7 zur Einblasung in den Ansaugkanal 12. Für je­ den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist durch eine entsprechende Einstellung und Schaltfolge des Umschalt­ ventils 9 eine optimale Abgasrückführungsrate steuerbar. Der rückzuführende Abgasstrom wird dabei von dem Druckge­ fälle vom Abgastrakt zum Ansaugtrakt der Brennkraftma­ schine 1 durch die Speiseleitung 19, den Bypasskanal 10 und die Einblaskanäle 6, 7 zur Einblasung in den Tumble­ bogen 16 getrieben. Vorteilhaft kann jedoch auch durch die Speiseleitung 19 ein Gemischstrom aus Luft und Kraft­ stoffdampf in den Bypasskanal 10 geleitet werden, wodurch insbesondere in der Startphase der Brennkraftmaschine 1 die Gemischbereitung im Brennraum 2 verbessert ist.Between the timing valve arrangement 8 and the intake duct 12 , a changeover valve 9 is arranged in the bypass duct 10 , which controls both the bypass duct 10 and a feed line 19 which opens at this point. The Spei line 19 is connected in the embodiment with a common exhaust pipe of the exhaust channels 21 of all cylinders 4 of the internal combustion engine 1 . Gives the Umschaltven valve 9 the feed line 19 , exhaust gas from the internal combustion engine 1 is returned and comes in accordance with the setting of the timing valve arrangement 8 through the injection channels 6 , 7 for injection into the intake duct 12 . For each operating point of the internal combustion engine, an optimal exhaust gas recirculation rate can be controlled by a corresponding setting and switching sequence of the changeover valve 9 . The exhaust gas stream to be recirculated is from the Druckge cases from the exhaust tract to the intake tract of the internal combustion engine 1 through the feed line 19 , the bypass duct 10 and the injection ducts 6 , 7 for blowing into the tumble arc 16 . Advantageously, however, a mixture flow of air and fuel vapor can also be passed into the bypass duct 10 through the feed line 19 , whereby the mixture preparation in the combustion chamber 2 is improved, in particular in the starting phase of the internal combustion engine 1 .

Die Einstellung sowohl der Taktventilanordnung 8 als auch die Einstellung des Umschaltventils 9 erfolgt in Abhän­ gigkeit vom jeweils vorliegenden Betriebspunkt der Brenn­ kraftmaschine 1 durch eine Kennfeldsteuerung 5. Die Ge­ mischbereitung im Brennraum 2 ist durch die Kennfeld­ steuerung 5 unter allen Betriebsbedingungen, das heißt in jedem Betriebspunkt und in jeder Betriebsphase der Brenn­ kraftmaschine 1, durch entsprechende Steuerung der Ein­ blasvorgänge optimierbar. Durch die immer optimale Beein­ flussung der Strömungsrichtung des Gemischstromes im An­ saugkanal 12 ist darüber hinaus in jedem Betriebspunkt eine hohe Abgasverträglichkeit bei der Gemischbildung er­ reichbar und somit die jeweils maximal mögliche Abgas­ menge rückführbar. Die Kennfeldsteuerung 5 arbeitet dabei in Abhängigkeit von der Drehzahl und des Lastzustandes der Brennkraftmaschine 1. Die aufgrund eines Druckgefäl­ les zum Einblasabschnitt 25 zur Verfügung stehende Ein­ blasmenge wird von der Kennfeldsteuerung 5 durch entspre­ chende Steuerung der Taktventilanordnung 8 und des Um­ schaltventils 9 in einer von der Betriebszeit der Brenn­ kraftmaschine 1 abhängigen Abstufung auf die Einblaska­ näle 6, 7 verteilt. Beim Start der Brennkraftmaschine 1 wird der gesamte zur Einblasung verfügbare Fluidstrom durch den Zerstäubungskanal 7 im injektornahen Bereich des Einblasabschnittes 25 zur Zerstäubung des an der kal­ ten Kanalwand anliegenden Kraftstoffilms eingeblasen. Mit zunehmender Betriebs zeit wird der zur Verfügung stehende Fluidstrom in immer größer werdenden Anteilen durch den Tumblekanal 6 zur Beeinflussung der Generierung der Tum­ bleströmung T im Brennraum 2 in den Tumblebogen 16 nahe des Ventilsitzes 23 eingeblasen, wobei wie bereits be­ schrieben im höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 mit hohen Drehzahlen der Einblasmassenstrom zur Tumblege­ nerierung reduziert bzw. gesperrt ist.The setting of both the clock valve arrangement 8 and the setting of the changeover valve 9 is carried out in dependence on the respective operating point of the internal combustion engine 1 by means of a map control 5 . The mixture preparation in the combustion chamber 2 can be optimized by the map control 5 under all operating conditions, that is to say at every operating point and in every operating phase of the internal combustion engine 1 , by appropriately controlling the blowing processes. Due to the always optimal influencing of the flow direction of the mixture flow in the intake duct 12 , a high exhaust gas compatibility during mixture formation is also achievable at every operating point and the maximum possible exhaust gas quantity can thus be traced. The map control 5 operates in dependence on the speed and the load state of the internal combustion engine 1 . The available due to a Druckgefäl les to the blowing section 25 A blow amount is distributed by the map control 5 by corre sponding control of the clock valve assembly 8 and the switching valve 9 in a dependent on the operating time of the internal combustion engine 1 gradation on the Einblaska channels 6 , 7 . At the start of the internal combustion engine 1 , the entire fluid flow available for injection is blown through the atomization channel 7 in the region of the injection section 25 near the injector for atomization of the fuel film applied to the channel wall. With increasing operating time, the available fluid flow is blown in ever increasing proportions through the tumble channel 6 to influence the generation of the tumble flow T in the combustion chamber 2 into the tumble arc 16 near the valve seat 23 , as already described in the higher load range of the internal combustion engine 1 at high speeds the injection mass flow for tumble generation is reduced or blocked.

In Fig. 2 ist in einer Draufsicht ein Zylinder 4 einer Brennkraftmaschine dargestellt, in dessen Brennraum 2 zwei Ansaugkanäle 12, 12' münden, welche in symmetrischer Anordnung nebeneinander in einer Hälfte des giebelförmi­ gen Brennraumdaches einmünden. Jeder Ansaugkanal 12, 12' führt dem Brennraum ein Gemisch zu, dessen Einströmrich­ tung zur Erzeugung der Tumbleströmung durch gezielte Ein­ blasung eines Fluidstroms beeinflußbar ist. Der zur Ein­ blasung bestimmte Fluidstrom wird durch einen in der Ka­ nalwand 15 benachbart der Ansaugkanäle 12, 12' ausgebil­ deten Tumblekanal 6 mit einem treibenden Druckgefälle herangeführt. Die Einblasung erfolgt bei jedem Ansaugka­ nal durch Einlaßöffnungen 24, welche im bogenförmigen Endabschnitt jedes Ansaugkanals benachbart des jeweiligen Ventilsitzes im innenliegenden Einblasabschnitt des (aus Fig. 1 ersichtlichen) Tumblebogens gleichmäßig beabstan­ det vom Ventilsitz angeordnet sind. Die Einblasöffnungen 24 sind mit jeweils einer die Kanalwand 15 durchsetzenden Einblasbohrung 29 mit dem Tumblekanal 6 fluidisch verbun­ den. Über eine Zufuhrbohrung 28 in einer den Tumblekanal 6 begrenzenden Außenwand 30 wird der Tumblekanal 6 mit einem zur Einblasung bestimmten Fluidstrom in Abhängig­ keit von einer Taktventilanordnung versorgt. Durch geeig­ nete Wahl des durch den Tumblekanal 6 zugeführten Fluid­ massenstroms und eine entsprechende Einstellung der Takt­ ventilanordnung eines Ansaugkanals 12 können die Gemisch­ ströme beider Ansaugkanäle 12, 12' mit unterschiedlichen Strömungsbildern in den Brennraum 2 eingelassen werden, wodurch eine Drallströmung in Umfangsrichtung des Brenn­ raums 2 zur Verbesserung der Gemischbereitung generiert werden kann. Möglich ist auch die Erzeugung einer Drall­ strömung durch unterschiedliche Einblasvorgänge in beiden Ansaugkanälen 12, 12', sofern beiden Ansaugkanälen 12, 12' jeweils eine Taktventilanordnung und ein der Einbla­ sung dienendes Leitungswerk zugeordnet ist.In Fig. 2 is a plan view of a cylinder 4 of an internal combustion engine, in the combustion chamber 2 two intake channels 12 , 12 'open, which open in a symmetrical arrangement side by side in one half of the giebelförmi gene roof of the combustion chamber. Each intake duct 12 , 12 'supplies the combustion chamber with a mixture whose inflow direction for generating the tumble flow can be influenced by targeted blowing of a fluid flow. The fluid flow intended for a blow is brought up by a tumble channel 6 in the channel wall 15 adjacent to the suction channels 12 , 12 'and a driving pressure gradient. The injection takes place at each Ansaugka channel through inlet openings 24 which are arranged in the arcuate end section of each suction channel adjacent to the respective valve seat in the inner blowing section of the (see FIG. 1) tumble arc evenly beabstan det from the valve seat. The injection openings 24 are fluidically connected to the tumble channel 6, each with an injection bore 29 passing through the channel wall 15 . Via a feed bore 28 in an outer wall 30 delimiting the tumble channel 6 , the tumble channel 6 is supplied with a fluid flow intended for blowing in depending on the speed of a clock valve arrangement. By appropriate choice of the fluid flow through the tumble channel 6 and a corresponding setting of the clock valve arrangement of an intake duct 12 , the mixture flows of both intake ducts 12 , 12 'can be let into the combustion chamber 2 with different flow patterns, whereby a swirl flow in the circumferential direction of the combustion chamber 2 can be generated to improve the mixture preparation. It is also possible to generate a swirl flow through different blowing processes in both intake ducts 12 , 12 ', provided that both intake ducts 12 , 12 ' are each assigned a timing valve arrangement and a piping system serving the Einla solution.

In Fig. 3 ist in einem Ausschnitt gemäß III in Fig. 1 der im Tumblebogen innenliegende Einlaßabschnitt 25 benach­ bart des Ventilsitzes 23 gezeigt. Der Ventilsitz 23, an dem ein Ventilglied zum Verschließen des Ansaugkanals zur Anlage bringbar ist, ist in einen Ventilsitzring 22 aus­ gebildet, welcher in das Brennraumdach einsetzbar ist. In der Kanalwand 15 ist ein fluidführender Tumblekanal 6 ausgebildet, welcher über Einblasbohrungen 29 und jeweils zugeordnete Einblasöffnungen 24 benachbart des Ventil­ sitzringes 22 fluidisch mit dem Ansaugkanal verbunden ist. Ein durch die Einblasbohrungen 24 in den Ansaugkanal eingeblasener, pulsierender Fluidstrom unterstützt die Ablösung des Gemischstromes von der im Einblasabschnitt 25 einwärts gekrümmten Kanalwand 15 und generiert somit eine walzenartige Tumbleströmung beim Eintritt in den Brennraum. Die Einblasbohrungen 29 und damit die Einblas­ öffnungen 24 haben im Ausführungsbeispiel einen vorteil­ haften Durchmesser d von 2 mm, wobei die Einblasöffnungen 24 mit einem Abstand zueinander von etwa 4 mm angeordnet sind. Die den Tumblekanal 6 begrenzende Außenwand 30 ist von Bohrungen durchsetzt, welche den Einblasbohrungen 29 im Tumblekanal 6 in jeweiliger Überdeckung gegenüberlie­ gen. Diese Bohrungen dienen bei der Herstellung der Ein­ blasbohrungen 29 der Einführung eines Werkzeuges, welches von außen die Außenwand 30 durchdringt. Zur fluidischen Abdichtung des Tumblekanals 6 ist jede Bohrung in der Au­ ßenwand 30 von einem Stopfen 27 verschlossen, welcher vorzugsweise aus Aluminium besteht.In Fig. 3 is shown in a section according to III in Fig. 1, the inside of the tumble arch inlet section 25 neigh bears the valve seat 23 . The valve seat 23 , against which a valve member for closing the intake duct can be brought into contact, is formed in a valve seat ring 22 , which can be inserted into the combustion chamber roof. In the channel wall 15 , a fluid-carrying tumble channel 6 is formed, which is fluidly connected to the suction channel via blow-in bores 29 and associated blow-in openings 24 adjacent to the valve seat ring 22 . A pulsating fluid flow blown through the injection bores 24 into the intake duct supports the detachment of the mixture flow from the duct wall 15 which is curved inwards in the injection section 25 and thus generates a roller-like tumble flow when it enters the combustion chamber. The Einblasbohrungen 29 and thus the insufflation ports 24 in the exemplary embodiment have a favorable diameter d of 2 mm, wherein the injection openings 24 are arranged with a distance to each other of about 4 mm. The outer wall 30 delimiting the tumble channel 6 is penetrated by bores which lie opposite the blow-in bores 29 in the tumble channel 6 in the respective overlap. These bores are used in the manufacture of the blowing bores 29 to introduce a tool which penetrates the outer wall 30 from the outside. For fluidic sealing of the tumble channel 6 , each bore in the outer wall 30 is closed by a plug 27 , which is preferably made of aluminum.

Die Einblasöffnungen 24 können auch im Ventilsitzring 22 ausgebildet sein, wodurch die Beeinflussung des Gemisch­ stromes im Ansaugkanal zur Generierung einer Tumbleströ­ mung im Brennraum besonders nahe am Ventilsitz 23 erfol­ gen kann. The injection openings 24 can also be formed in the valve seat ring 22 , whereby the influencing of the mixture flow in the intake duct to generate a tumble flow in the combustion chamber can be carried out particularly close to the valve seat 23 .

In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltung eines im Tumblebogen innenliegenden Einblasabschnittes 25 gezeigt. Hier ist der Tumblekanal 6 in der Kanalwand 15 nahe an den Ventilsitzring 22 herangeführt und wird über eine Bohrung 28 wie zu Fig. 1 beschrieben mit einem zur Ein­ blasung bestimmten Fluidstrom versorgt. Die Bohrung 28 ist mit einem Gewinde versehen, in das ein Leitungsteil zur Verbindung mit der Taktventilanordnung (Fig. 1) ein­ schraubbar ist. Die Einblasbohrungen 24 sind rechteckig ausgeführt und in Umfangsrichtung des Tumblebogens ge­ streckt, so daß ein großflächiger Eintrag des einzubla­ senden Fluidstroms in den Tumblebogen möglich ist. Der Fluidstrom wird dabei parallel zum Ventilsitzring 22 ge­ richtet auf die gegenüberliegende Außenwand des Tumblebo­ gens eingeblasen und beeinflußt unmittelbar die Generie­ rung einer Tumbleströmung im Brennraum beim Eintritt des Gemischstromes.In FIG. 4, an alternative embodiment of an inner in Tumblebogen Einblasabschnittes 25 is shown. Here, the Tumblekanal is brought 6 in the channel wall 15 near to the valve seat ring 22 and is supplied with a blowout to a particular fluid flow will be described through a bore 28 as to FIG. 1,. The bore 28 is provided with a thread into which a line part for connection to the clock valve arrangement ( FIG. 1) can be screwed. The injection holes 24 are rectangular and ge in the circumferential direction of the tumble sheet stretches, so that a large-scale entry of the fluid flow to be blown into the tumble sheet is possible. The fluid flow is parallel to the valve seat ring 22 ge directed to the opposite outer wall of the Tumblebo gene and directly affects the generation of a tumble flow in the combustion chamber when the mixture flow occurs.

In Fig. 5 ist in der Ansicht gemäß Pfeil V in Fig. 4 die Anordnung der rechteckigen Einblasöffnungen 24 parallel zum Ventilsitzring 22 im innenliegenden Kreisbogenab­ schnitt der Kanalwand 15 des Tumblebogens gezeigt. Die Wirkung des pulsierenden Fluidstroms bei der Einblasung ist durch die rechteckige Ausgestaltung der Einblasöff­ nungen 24 verstärkt, da bei jedem Einblasimpuls ein groß­ flächiger Eintrag nahe dem Ventilsitzring 22 zur optima­ len Beeinflussung des im Ansaugkanal geführten Gemisch­ stromes möglich ist. Die Einblasöffnungen 24 sind daher möglichst in Umfangsrichtung des Ansaugkanals mit einer großen Länge l und einer geringen Breite b gestreckt und sind mit einem geringen Abstand h vom Ventilsitzring 22 angeordnet. In der gezeigten vorteilhaften Ausgestaltung der Einblasöffnungen 24 beträgt die Länge l ca. 3 mm bei einer jeweiligen Breite b von 1 mm. Die Einblasöffnungen 24 sind mit einem Abstand a von 0,8 mm zueinander ange­ ordnet und jeweils mit einem Abstand h zum Ventilsitzring 22 angeordnet, welcher 1,5 mm beträgt.In Fig. 5 in the view according to arrow V in Fig. 4, the arrangement of the rectangular injection openings 24 parallel to the valve seat ring 22 in the inner circular arc section of the channel wall 15 of the tumble arc is shown. The effect of the pulsating fluid flow during the injection is enhanced by the rectangular configuration of the inlet openings 24 , since a large-area entry near the valve seat ring 22 for optimal influencing of the mixture flow guided in the intake duct is possible with each injection pulse. The injection openings 24 are therefore, if possible, stretched in the circumferential direction of the intake duct with a large length l and a small width b and are arranged at a small distance h from the valve seat ring 22 . In the advantageous embodiment of the injection openings 24 shown , the length l is approximately 3 mm with a respective width b of 1 mm. The injection openings 24 are arranged at a distance a of 0.8 mm from one another and are each arranged at a distance h from the valve seat ring 22 , which is 1.5 mm.

Die Anordnung in Umfangsrichtung des Ansaugkanals kann auch für die Einblasöffnungen des Zerstäubungskanals im injektornahen Bereich des Einblasabschnittes (Fig. 1) vorteilhaft sein. Die Einblasöffnungen des Zerstäubungs­ kanals sind dabei am gesamten Umfang des Ansaugkanals verteilt, so daß bei einer Einblasung in jedem Umfangsab­ schnitt des Ansaugkanals ein an der Kanalwand niederge­ schlagener Kraftstoffilm aufgerissen und zerstäubt wird. Darüber hinaus ist bei der ringförmigen Anordnung der Einblasöffnungen des Zerstäubungskanals ein sehr hoher Volumenstrom einblasbar, so daß in bestimmten Betriebs­ punkten der Brennkraftmaschine bei einer entsprechenden Einstellung des Umschaltventiles (Fig. 1) große Abgasmen­ gen rückführbar sind.The arrangement in the circumferential direction of the intake duct can also be advantageous for the injection openings of the atomization duct in the region of the injection section near the injector ( FIG. 1). The injection openings of the atomization channel are distributed over the entire circumference of the intake duct, so that a section of the intake duct knocked down and atomized on the duct wall is torn open and atomized during injection in each circumference of the intake duct. In addition, in the annular arrangement of the injection openings of the atomization channel, a very high volume flow can be blown in, so that in certain operating points of the internal combustion engine with a corresponding setting of the changeover valve ( FIG. 1), large quantities of exhaust gas are traceable.

Claims (15)

1. Verfahren zur Gemischbereitung für eine Otto-Brenn­ kraftmaschine (1), in deren Zylindern (4) von einem Kolben (3) und einem giebelförmigen Brennraumdach (18) ein Brennraum (2) begrenzt ist, dem durch je­ weils mindestens einen Ansaugkanal (12) ein Kraft­ stoff/Luft-Gemisch zugeführt wird, indem ein Ven­ tilglied (17) eines Einlaßventils von seinem Ven­ tilsitz (23) im Brennraumdach (18) abhebt und in Abhängigkeit von der Anstellung einer Drosselklappe (11) ein Ansaugluftstrom (A) den Ansaugkanal (12) durchströmt, in den ein in einer dem Brennraum (2) abgewandten Kanalwand (15) angeordneter Injektor (13) Kraftstoff in einem in Durchströmungsrichtung angestellten Sprühstrahl (14) einspritzt und der Gemischstrom durch einen Tumblebogen (16) zum Brennraumdach (18) und dadurch anschließend in ei­ ner walzenartigen Tumbleströmung (T) in den Brenn­ raum (2) strömt, wobei in einem im Tumblebogen (16) innenliegenden Einblasabschnitt (25) voneinander beabstandet durch jeweils mindestens eine Einblas- Öffnung (24, 26) von Einblaskanälen (6, 7) ein auf den Gemischstrom im Tumblebogen (16) wirkender Fluidstrom eingeblasen wird, welcher von einer Ven­ tilanordnung (8) in Abhängigkeit von der Betriebs­ phase der Brennkraftmaschine (1) den Einblaskanälen (6, 7) zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidstrom in Pulsation versetzt wird und in der Startphase oder in der frühen Warmlaufphase der Brennkraftmaschine (1) vorwiegend durch einen Zerstäubungskanal (7) nahe dem Injektor (13) und mit zunehmender Betriebsdauer während der Warmlauf­ phase stetig zunehmend in der normalen Betriebs­ phase der Brennkraftmaschine (1) durch einen Tum­ blekanal (6) benachbart des Ventilsitzes (23) in den Ansaugkanal (12) geblasen wird.1. Method for mixture preparation for an Otto internal combustion engine ( 1 ), in the cylinders ( 4 ) of a piston ( 3 ) and a gable-shaped combustion chamber roof ( 18 ) a combustion chamber ( 2 ) is delimited by at least one intake channel ( 12 ) a fuel / air mixture is supplied by a Ven valve member ( 17 ) of an intake valve from its Ven valve seat ( 23 ) in the combustion chamber roof ( 18 ) and depending on the employment of a throttle valve ( 11 ) an intake air flow (A) flows through the intake duct ( 12 ) into which an injector ( 13 ) arranged in a duct wall ( 15 ) facing away from the combustion chamber ( 2 ) injects fuel in a spray jet ( 14 ) set in the direction of flow and the mixture flow through a tumble arch ( 16 ) to the combustion chamber roof ( 18 ) and then subsequently in a roller-like tumble flow (T) flows into the combustion chamber ( 2 ), with one another in an inward blowing section ( 25 ) in the tumble arc ( 16 ) it is spaced apart by at least one blowing opening ( 24 , 26 ) of blowing channels ( 6 , 7 ), a fluid stream acting on the mixture flow in the tumble arc ( 16 ) is blown, which of a valve arrangement ( 8 ) depending on the operating phase of the Internal combustion engine ( 1 ) is fed to the injection channels ( 6 , 7 ), characterized in that the fluid flow is set in pulsation and in the start phase or in the early warm-up phase of the internal combustion engine ( 1 ) predominantly through an atomization channel ( 7 ) near the injector ( 13 ) and with increasing operating time during the warm-up phase steadily increasing in the normal operating phase of the internal combustion engine ( 1 ) through a tum blekanal ( 6 ) adjacent to the valve seat ( 23 ) in the intake duct ( 12 ) is blown. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein stromauf der Drosselklappe (11) im Ansaug­ kanal (12) abgegriffener Luftstrom in den Tumblebo­ gen (16) eingeblasen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that an upstream of the throttle valve ( 11 ) in the intake channel ( 12 ) tapped air flow into the Tumblebo gene ( 16 ) is blown. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einem Abgaskanal (21) der Brennkraftma­ schine (1) rückgeführter Abgasstrom in den Tumble­ bogen (16) eingeblasen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that a from an exhaust duct ( 21 ) of the internal combustion engine ( 1 ) recirculated exhaust gas stream in the tumble arc ( 16 ) is blown. 4. Otto-Brennkraftmaschine zur Durchführung des Ver­ fahrens, in deren Zylindern (4) von einem Kolben (3) und einem giebelförmigen Brennraumdach (18) ein Brennraum (2) begrenzt ist, in den mindestens ein von einem Einlaßventil beherrschter und durch Abhe­ ben eines Ventilgliedes (17) von seinem Ventilsitz (23) im Brennraumdach (18) freigebbarer Ansaugkanal (12) mündet, welcher in Abhängigkeit von der Stel­ lung einer Drosselklappe (11) von einem Ansaugluft­ strom (A) durchströmbar ist und in den von einem in einer dem Brennraum (2) abgewandten Kanalwand (15) angeordneten Injektor (13) Kraftstoff in einem in Durchströmungsrichtung angestellten Sprühstrahl (14) einspritzbar ist und der Gemischstrom durch einen Tumblebogen (16) zum Brennraumdach (18) unter Ausbildung einer walzenartigen Tumbleströmung (T) in den Brennraum (2) einlaßbar ist, wobei in den Tumblebogen (16) in einem innenliegenden Einblasab­ schnitt (25) voneinander beabstandet Einblaskanäle (6, 7) durch jeweils mindestens eine Einblasöffnung (24, 26) einmünden, durch die von einer Ventilan­ ordnung (8) in Abhängigkeit von der Betriebsphase der Brennkraftmaschine (1) ein Fluidstrom leitbar ist und mit Wirkung auf den Gemischstrom in den Tumblebogen (16) einblasbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilanordnung (8) eine schnellschaltbare Taktventilanordnung (8) ist.4. Otto internal combustion engine for carrying out the process, in the cylinders ( 4 ) of a piston ( 3 ) and a gable-shaped combustion chamber roof ( 18 ) a combustion chamber ( 2 ) is limited, in which at least one controlled by an intake valve and by lifting a valve member ( 17 ) from its valve seat ( 23 ) in the combustion chamber roof ( 18 ) releasable intake channel ( 12 ) which, depending on the position of a throttle valve ( 11 ) through which an intake air flow (A) can flow and in which one in an injector ( 13 ) arranged in the channel ( 15 ) facing away from the combustion chamber ( 2 ), fuel can be injected in a spray jet ( 14 ) set in the direction of flow and the mixture flow through a tumble arc ( 16 ) to the combustion chamber roof ( 18 ) to form a roller-like tumble flow (T) in the combustion chamber ( 2 ) can be inlet, wherein in the tumble arch ( 16 ) in an internal Einblasab section ( 25 ) spaced apart blowing channels ( 6 , 7 ) each open through at least one injection opening ( 24 , 26 ) through which a fluid flow can be conducted by a valve arrangement ( 8 ) depending on the operating phase of the internal combustion engine ( 1 ) and with effect on the mixture flow in the tumble arc ( 16 ) is inflatable, characterized in that the valve arrangement ( 8 ) is a fast-switching cycle valve arrangement ( 8 ). 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bypasskanal (10) stromauf der Drosselklappe (11) aus dem Ansaugkanal (12) abzweigt und von der Taktventilanordnung (8) fluidisch mit den Einblas­ kanälen (6, 7) verbindbar ist.5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that a bypass duct ( 10 ) branches upstream of the throttle valve ( 11 ) from the intake duct ( 12 ) and from the timing valve arrangement ( 8 ) fluidically connected to the injection ducts ( 6 , 7 ). 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bypasskanal (10) ein Umschaltventil (9) an­ geordnet ist, welches die Zusammenführung des By­ passkanals (10) und einer fluidführenden Speiselei­ tung beherrscht, wobei abhängig von der Stellung des Umschaltventils (9) die Speiseleitung (19) freigebbar ist.6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that in the bypass channel ( 10 ) a switching valve ( 9 ) is arranged, which controls the merging of the by-pass channel ( 10 ) and a fluid-carrying feed line, depending on the position of the switching valve ( 9 ) the feed line ( 19 ) can be released. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (19) fluidisch mit einem Ab­ gaskanal (21) der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist. 7. Internal combustion engine according to claim 3 and 6, characterized in that the feed line ( 19 ) is fluidly connected to a gas channel ( 21 ) from the internal combustion engine ( 1 ). 8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Umschaltventil (9) als auch die Taktventilanordnung (8) von einer Kennfeldsteuerung (5) beriebspunktoptimal einstellbar sind.8. Internal combustion engine according to one of claims 4 to 7, characterized in that both the changeover valve ( 9 ) and the clock valve arrangement ( 8 ) by a map control ( 5 ) can be adjusted to the optimum operating point. 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäubungskanal (7) mit mehreren Einblas­ öffnungen (26) in der Kanalwand (15) in den Ansaug­ kanal (12) mündet.9. Internal combustion engine according to one of claims 4 to 8, characterized in that the atomization channel ( 7 ) with a plurality of injection openings ( 26 ) in the channel wall ( 15 ) opens into the intake channel ( 12 ). 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einblasöffnungen (26) des Zerstäubungska­ nals (7) auf einer Fläche im Einblasabschnitt (25) verteilt angeordnet sind, die vorzugsweise kreis­ förmig oder ringförmig ist.10. Internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the injection openings ( 26 ) of the atomization channel ( 7 ) are arranged on a surface in the injection section ( 25 ), which is preferably circular or annular. 11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tumblekanal (6) mit mehreren Einblasöffnun­ gen (24) in den Ansaugkanal (12) mündet, welche in einem radialen Bogenabschnitt parallel zum Ventil­ sitz (23) im Einblasabschnitt (25) des Tumblebogens (16) angeordnet sind.11. Internal combustion engine according to one of claims 5 to 10, characterized in that the tumble channel ( 6 ) with a plurality of Einblasöffnun gene ( 24 ) opens into the intake duct ( 12 ) which sits in a radial arc section parallel to the valve ( 23 ) in the blowing section ( 25 ) of the tumble arch ( 16 ) are arranged. 12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einblasöffnungen (24) des Tumblekanals (6) in einem den Ventilsitz (23) aufweisenden, in das Brennraumdach (18) einsetzbaren Ventilsitzring (22) ausgebildet sind. 12. Internal combustion engine according to claim 11, characterized in that the injection openings ( 24 ) of the tumble channel ( 6 ) in a valve seat ( 23 ) having, in the combustion chamber roof ( 18 ) insertable valve seat ring ( 22 ) are formed. 13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einblasöffnungen (24) des Tumblekanals mit rundem Querschnitt ausgeführt sind.13. Internal combustion engine according to claim 11 or 12, characterized in that the injection openings ( 24 ) of the tumble channel are designed with a round cross-section. 14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einblasöffnungen (24) des Tumblekanals (6) mit rechteckigem, in Umfangsrichtung des Ansaugka­ nals (12) gestrecktem Querschnitt ausgeführt sind.14. Internal combustion engine according to claim 11 or 12, characterized in that the injection openings ( 24 ) of the tumble channel ( 6 ) with rectangular, in the circumferential direction of the Ansaugka channel ( 12 ) are elongated cross-section. 15. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (4) der Brennkraftmaschine (1) zwei nebeneinander in derselben Giebelhälfte des Brennraumdaches (18) in den Brennraum (2) mündende Ansaugkanäle (12, 12') aufweist.15. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that each cylinder ( 4 ) of the internal combustion engine ( 1 ) has two side by side in the same gable half of the combustion chamber roof ( 18 ) in the combustion chamber ( 2 ) opening suction channels ( 12 , 12 ').
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