DE19902678C2

DE19902678C2 - Multi-cylinder internal combustion engine

Info

Publication number: DE19902678C2
Application number: DE19902678A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Limbers
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-01-23
Filing date: 1999-01-23
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2019-01-24
Also published as: DE19902678A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, der wenigstens einen Auslaßkanal pro Zylinder aufweist, und mit einer Zuführeinrichtung für Sekundärluft, die wenigstens einen in den Zylinderkopf integrierten und in den Auslaßkanal mündenden Sekundärluftkanal aufweist.The present invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine a cylinder head which has at least one exhaust port per cylinder, and with a supply device for secondary air, which at least one in the Cylinder head integrated secondary air duct opening into the exhaust duct having.

Eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift DE 196 42 685 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Einrichtung zur Sekundärluftzufuhr für eine Brennkraftmaschine sind in die Einlaßkanäle einmündende Zweigleitungen dargestellt, die von einer in der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse angeordneten Sammelleitung ausgehen und sich quer zu den Gaswechselkanälen erstrecken. Eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist auch aus der FR 22 02 534 bekannt.An internal combustion engine according to the features of the preamble of Claim 1 is known from the publication DE 196 42 685 A1. With the one in it described device for secondary air supply for an internal combustion engine are shown branch lines opening into the inlet channels, which by a arranged in the parting plane between cylinder head and crankcase Go out manifold and extend across the gas exchange channels. An internal combustion engine according to the features of the preamble of Claim 1 is also known from FR 22 02 534.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 44 35 555 C1 eine Brennkraftmaschine mit einer Zuführeinrichtung für Sekundärluft bekannt, wobei die dafür erforderlichen Leitungen im wesentlichen in ein Teilgehäuse integriert sind. Dazu ist die Sammelleitung in eine Flanschfläche des Zylinderkopfes eingelassen und führen, ausgehend von der Sammelleitung, Verbindungskanäle zu den Gaswechselkanälen.Furthermore, an internal combustion engine is known from the publication DE 44 35 555 C1 a supply device for secondary air known, the necessary for this Lines are essentially integrated into a partial housing. This is the Manifold embedded in a flange surface of the cylinder head and lead from the manifold, connecting channels to the Gas exchange channels.

Bei diesen Brennkraftmaschinen ist jedoch problematisch, daß die für eine Überprüfung der Schadstoffwerte im Abgas relevanten Sekundärluftkanäle bzw. Verbindungskanäle zwischen den Sekundärluftkanälen und den Auslaßkanälen, die starken Ablagerungen ausgesetzt sind, nur schwer zugänglich sind und daher nicht in zufriedenstellender Weise gereinigt werden können. Außerdem ist es bei diesen Brennkraftmaschinen schwierig, eine homogene Verteilung der Sekundärluft bezüglich der einzelnen Zylindereinheiten zu realisieren. Dies ist besonders schwierig, wenn es sich um eine Brennkraftmaschine mit zwei getrennten Zylinderbänken handelt. In these internal combustion engines, however, it is problematic that the one Checking the pollutant values in the exhaust gas relevant secondary air channels or Connecting ducts between the secondary air ducts and the outlet ducts, exposed to heavy deposits, difficult to access and therefore cannot be cleaned in a satisfactory manner. Moreover it is difficult with these internal combustion engines to have a homogeneous distribution of the Realize secondary air with respect to the individual cylinder units. This is particularly difficult if it is an internal combustion engine with two separate cylinder banks.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einer Zuführeinrich tung für Sekundärluft zu konzipieren, die ohne Demontage des Zylinderkop fes eine Reinigung des Sekundärluftkanals bzw. der Verbindungskanäle von dem Sekundärluftkanal zu den Auslaßkanälen ermöglicht und die ohne gro ßen Aufwand eine homogene Verteilung der Sekundärluft auf die einzelnen Zylindereinheiten erlaubt.Based on this prior art, it is the task of the present Invention, a multi-cylinder internal combustion engine with a feeder to design for secondary air without dismantling the cylinder head fes cleaning the secondary air duct or the connecting ducts allows the secondary air duct to the outlet ducts and without large a homogeneous distribution of the secondary air to the individual Cylinder units allowed.

Die Aufgabe wird gelöst, indem der Sekundärluftkanal zumindest teilweise von einem rohrförmigen lösbaren Einsatz mit einer Anzahl von Austrittsöff nungen gebildet ist. Der rohrförmige Einsatz kann im Bedarfsfall einfach aus dem Zylinderkopf herausgezogen werden, so daß der Einsatz selbst sowie die darin befindlichen Austrittsbohrungen auf einfache Weise von innen ge reinigt werden können. Außerdem können Durchmesser und Position der Austrittsbohrungen für die einzelnen Zylindereinheiten frei gewählt werden, ohne daß der Zylinderkopf hierzu einer Änderung unterworfen werden müß te. Dies hat sich insbesondere bei der Feinabstimmung der Sekundärluft verteilung auf die einzelnen Zylindereinheiten bewährt.The object is achieved by the secondary air duct at least partially from a tubular detachable insert with a number of outlet openings is formed. The tubular insert can easily be made if necessary the cylinder head are pulled out so that the insert itself as well the exit holes located therein ge easily from the inside can be cleaned. In addition, the diameter and position of the Outlet bores can be freely selected for the individual cylinder units, without the cylinder head having to be changed te. This has been particularly true when fine tuning the secondary air Proven distribution across the individual cylinder units.

Vorteilhaft fluchten die Austrittsöffnungen des rohrförmigen Einsatzes jeweils mit Verbindungskanälen, die von dem Sekundärluftkanal zu den Auslaßka nälen im Zylinderkopf führen. Damit können die Verbindungskanäle sowie die Austrittsöffnungen des im Zylinderkopf fixierten Einsatzes ausgehend von den Auslaßkanälen hergestellt werden, so daß bei der Herstellung der Austrittsöffnungen innerhalb des Einsatzes nur minimale Toleranzen auftre ten. Natürlich können die Austrittsöffnungen aber auch außerhalb des Zylin derkopfes vorgenommen werden.The outlet openings of the tubular insert are advantageously aligned with connecting ducts that run from the secondary air duct to the outlet duct lead in the cylinder head. This allows the connection channels as well the outlet openings of the insert fixed in the cylinder head are produced by the outlet channels, so that in the manufacture of the Outlet openings within the insert only show minimal tolerances Of course, the outlet openings can also be outside the cylinder derkopfes are made.

Besonders vorteilhaft sind die Austrittsöffnungen kleiner dimensioniert als die Verbindungskanäle. Dadurch können sich die von den Abgasen in den Aus laßkanälen herrührenden Verunreinigungen über die gesamte Lebensdauer der Brennkraftmaschine in den Verbindungskanälen anlagern ohne dort stö rend zu wirken, während die Verunreinigungen in den Austrittsöffnungen des herausnehmbaren Einsatzes, welche die Menge der Sekundärluft beein trächtigen können, einfach zu reinigen ist.The outlet openings are particularly advantageously dimensioned smaller than that Connecting channels. This can cause the exhaust gases in the off contamination caused over the entire service life the internal combustion engine in the connection channels without disturbing there rend to act while the impurities in the outlet openings of the removable insert, which affects the amount of secondary air is easy to clean.

Damit die Sekundärluft möglichst genau dimensioniert werden kann, weist der rohrförmige Einsatz jeweils eine Austrittsöffnung pro Zylinder auf. Dies hat zudem den Vorteil, daß hierdurch Kosten für die Einbringung der Aus trittsöffnungen sowie der Verbindungskanäle eingespart werden.So that the secondary air can be dimensioned as precisely as possible, points the tubular insert has one outlet opening per cylinder. This also has the advantage that costs for the introduction of Aus access openings and the connecting channels can be saved.

Sind die Austrittsöffnungen dabei als zylinderindividuell definierte Zumeß bohrungen ausgestaltet, so kann auf einfache Weise erreicht werden, daß die durch den Einsatz im Sekundärluftkanal geförderte Sekundärluft auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine homogen verteilt wird, da unter schiedlich lange Wege oder unterschiedliche Geometrien hierdurch ausge glichen werden.Are the outlet openings as a cylinder-individually defined metering bores designed, can be easily achieved that the secondary air conveyed through the use in the secondary air duct to the individual cylinder of the internal combustion engine is distributed homogeneously, since under different long distances or different geometries be compared.

Zweckmäßig weist der Einsatz wenigstens eine Positionsmarkierung auf. Durch die Positionsmarkierung ist der Einsatz auch nach dem Herausziehen, Reinigen und Einführen wieder exakt innerhalb des Sekundärluftkanals posi tionierbar.The insert expediently has at least one position marker. Due to the position marking, the insert is also after pulling out, Clean and insert again exactly within the secondary air duct posi can be used.

In einer besonderen Ausführungsform ist der rohrförmige Einsatz mittels ei nes endständigen Sekundärluftventils oder mittels einer endständigen Ver schlußplatte verdrehsicher am Zylinderkopf befestigt. Dadurch ist gewährlei stet, daß die Austrittsöffnungen und die Verbindungskanäle auch stets mit einander fluchten oder sich zumindest teilweise überdecken.In a special embodiment, the tubular insert is by means of an egg nes terminal air valve or by means of a terminal Ver end plate secured against rotation on the cylinder head. This guarantees Continues that the outlet openings and the connecting channels always with align or at least partially overlap.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be described with reference to the following Figures explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit einem rohrförmi gen Einsatz für Sekundärluft; und Fig. 1 shows a section through a cylinder head with a tube-shaped insert for secondary air; and

Fig. 2 den rohrförmigen Einsatz aus Fig. 1. Fig. 2 shows the tubular insert in FIG. 1.

Der Zylinderkopf 1 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine weist pro Zy linder zwei Einlaßventile 2 und zwei Auslaßventile 3 auf. Die Einlaßventile 2 und die Auslaßventile 3 werden über nicht gezeigte Tassenstößel von zwei parallelen Nockenwellen 4, 4' gesteuert. Zu den von den Einlaßventilen 2 und den Auslaßventilen 3 beherrschten Einlaßöffnungen 5 und Außlaßöff nungen 6, die in eine gemeinsame Brennraumkuppel 7 münden, führt jeweils ein Einlaßkanal 8 bzw. ein Auslaßkanal 9. Zwischen den Einlaßventilen 2 und den Auslaßventilen 3 und oberhalb der Auslaßöffnung 6 ist im Zylinder kopf 1 ein durchgehender gerader Sekundärluftkanal 10 angeordnet, der mit einer nicht näher gezeigten Zuführeinrichtung für Sekundärluft in Verbindung steht. Dieser Sekundärluftkanal 10 liegt zu den beiden Nockenwellen 4, 4' parallel und ist mittels eines senkrecht dazu angeordneten Verbindungska nals 11 mit dem ebenfalls weitgehend senkrecht dazu angeordneten Aus laßkanal 9 des Zylinderkopfes 1 verbunden. Der Sekundärluftkanal 10 sowie der Verbindungskanal 11 können aufgrund ihrer großen Durchmesser bereits beim Gießen des Zylinderkopfes 1 hergestellt werden.The cylinder head 1 of a multi-cylinder internal combustion engine has two intake valves 2 and two exhaust valves 3 per cylinder. The inlet valves 2 and the outlet valves 3 are controlled by two parallel camshafts 4 , 4 'via bucket tappets, not shown. To the controlled by the inlet valves 2 and the outlet valves 3 inlet openings 5 and 6 Auslaßöff openings, which open into a common combustion chamber dome 7 , each have an inlet channel 8 and an outlet channel 9th Between the inlet valves 2 and the exhaust valves 3 and above the exhaust port 6 , a continuous straight secondary air duct 10 is arranged in the cylinder head 1 , which is connected to a supply device for secondary air, not shown. This secondary air duct 10 is parallel to the two camshafts 4 , 4 'and is connected by means of a connection channel 11 arranged perpendicular thereto to the likewise largely vertical connection channel 9 from the cylinder head 1 . The secondary air duct 10 and the connecting duct 11 can already be produced during the casting of the cylinder head 1 due to their large diameter.

In den Sekundärluftkanal 10 ist ein rohrförmiger Einsatz 12 aus einem korro sionsbeständigen Material eingeschoben, der eine Anzahl von äquidistanten am Umfang positionierten Austrittsöffnungen 13 für Sekundärluft aufweist. Die Austrittsöffnungen 13 sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen so wohl mit den Verbindungskanälen 11 als auch mit den Auslaßöffnungen 6 des Zylinderkopfes 1 fluchten.In the secondary air channel 10 , a tubular insert 12 is inserted from a corrosion-resistant material, which has a number of equidistant circumferentially positioned outlet openings 13 for secondary air. The outlet openings 13 are arranged such that they are essentially aligned with the connecting channels 11 and also with the outlet openings 6 of the cylinder head 1 .

Dabei ist pro Zylinder eine Austrittsöffnung 13 vorgesehen, die zu einem der beiden Auslaßkanäle 9 führt. Damit die durch die Austrittsöffnung 13 in dem rohrförmigen Einsatz 12 geförderte Sekundärluftmenge etwa gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder verteilt wird, sind die Durchmesser der Austrittsöff nungen 13 jeweils auf die Länge des Sekundärluftkanals 10 bzw. auf dessen Geometrie abgestimmt.One outlet opening 13 is provided per cylinder, which leads to one of the two outlet channels 9 . So that the amount of secondary air conveyed through the outlet opening 13 in the tubular insert 12 is distributed approximately uniformly over the individual cylinders, the diameters of the outlet openings 13 are each matched to the length of the secondary air channel 10 or to its geometry.

Zudem ist der Durchmesser der Austrittsöffnungen 13 mit bis zu 6 Millime tern deutlich kleiner gewählt als der Durchmesser der Verbindungskanäle 11, der ca. 10 Millimeter beträgt. Somit können sich in den Verbindungskanälen 11 Ablagerungen aus dem Abgas der Brennkraftmaschine festsetzen, ohne daß es dadurch zu einer Beeinträchtigung der in die Auslaßkanäle 9 geför derten Sekundärluftmenge kommt, welche allein durch den kleineren Durchmesser der Austrittsöffnungen 13 bestimmt wird.In addition, the diameter of the outlet openings 13 with up to 6 millimeters is chosen to be significantly smaller than the diameter of the connecting channels 11 , which is approximately 10 millimeters. Thus 11 deposits can settle out of the exhaust gas of the internal combustion engine, without causing thereby a deterioration of the geför in the outlet channels 9 derten secondary air quantity, which is determined solely by the smaller diameter of the outlet openings 13 in the connecting channels.

Damit der rohrförmige Einsatz 12 innerhalb des Sekundärluftkanals 10 nicht verdreht oder verschoben werden kann, sind an seinem einen Ende Positi onsmarkierungen 14 angeordnet. Diese Positionsmarkierungen 14 erlauben eine eindeutige Positionierung, so daß der Einsatz 12 jederzeit zu Reini gungszwecken herausnehmbar und anschließend wieder einsetzbar ist. Zur Fixierung sollte der rohrförmige Einsatz 12 an seinem anderen Ende zudem mit einem Sekundärluftventil verbunden sein, welches an der Stirnseite des Zylinderkopfes 1 befestigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der rohrförmige Einsatz 12 an seinem einen bzw. anderen Ende aber auch mit einer Verschlußplatte versehen sein, die an der Rückseite des Zylinderkopfes 1 anbringbar ist. Somit kann im Fall, daß sich aus dem Abgas Rückstände in den Austrittsöffnungen 13 ablagern, der rohrförmige Einsatz 12 aus dem Zy linderkopf 1 herausgezogen werden und können die jetzt leicht zugänglichen Austrittsöffnungen 13 gereinigt werden, bevor der Einsatz 12 wieder in den Sekundärluftkanal 10 des Zylinderkopfes 1 eingeschoben wird.Thus the tubular insert 12 is not twisted within the secondary air duct 10 or can be moved, are at one end Positi onsmarkierungen arranged fourteenth These position markings 14 allow a clear positioning, so that the insert 12 can be removed for cleaning purposes at any time and then used again. For fixation, the tubular insert 12 should also be connected at its other end to a secondary air valve which is attached to the end face of the cylinder head 1 . Additionally or alternatively, the tubular insert 12 can also be provided at its one or the other end with a closure plate which can be attached to the rear of the cylinder head 1 . Thus, in the event that residues are deposited from the exhaust gas in the outlet openings 13 , the tubular insert 12 can be pulled out of the cylinder head 1 and the now easily accessible outlet openings 13 can be cleaned before the insert 12 is again in the secondary air duct 10 of the cylinder head 1 is inserted.

Claims

1. Multi-cylinder internal combustion engine with
a cylinder head having at least one exhaust port per cylinder, and
a supply device for secondary air, which has at least one secondary air duct integrated in the cylinder head and opening into the exhaust duct,
characterized in that
the secondary air duct ( 10 ) is at least partially formed by a tubular detachable insert ( 12 ) with a number of outlet openings ( 13 ) for secondary air.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the outlet openings ( 13 ) of the tubular insert ( 12 ) are each aligned with connecting channels ( 11 ) which lead from the secondary air channel ( 10 ) to the outlet channels ( 9 ) in the cylinder head ( 1 ).

3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the outlet openings ( 13 ) are dimensioned smaller than the connec tion channels ( 11 ).

4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that one outlet opening ( 13 ) is provided for each cylinder.

5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outlet openings ( 13 ) are designed as cylinder-specific de-fined metering holes.

6. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert ( 12 ) has at least one position marking ( 14 ).

7. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insert ( 12 ) by means of a terminal secondary air valve is secured against rotation in the cylinder head ( 1 ).

8. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert ( 12 ) by means of a terminal plate Ver is secured against rotation in the cylinder head ( 1 ).