DE2006391A1 - Ventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit einstellbarem Einlassquerschnitt zur Brennkammer - Google Patents

Ventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit einstellbarem Einlassquerschnitt zur Brennkammer

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DE2006391A1
DE2006391A1 DE19702006391 DE2006391A DE2006391A1 DE 2006391 A1 DE2006391 A1 DE 2006391A1 DE 19702006391 DE19702006391 DE 19702006391 DE 2006391 A DE2006391 A DE 2006391A DE 2006391 A1 DE2006391 A1 DE 2006391A1
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Description

1 TERLJN 19
BoUv^rrl'-3 9
TeUCC442CS W/Vh-25 99
3.2.70
General Motors Corporation, D e t r ο i t, Mich., Y.St·!»
Ventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit einstellbarem Einlassquerschnitt zur Brennkammer
Die Erfindung bezieht sich auf eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit einstellbarem Einlassquerschnitt zur Brennkammer.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 17 51 449.7-13 der Anmelderin. Bei dieser wird die willkürliche Einstellbarkeit des Einlassquerschnitts zur Brennkammer durch Verstellung des Einlassventils bewirkt, um vorwiegend bei magerem Gemisch verbessertes Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zu erzielen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird eine andere Lösung dieser Aufgabe aufgezeigt, die auch in allen den Fällen nützlich ist, in denen eine Drosselung dee Einlasequerechnitts zur Brennkammer erwünscht ist. Die Lösung nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein unabhängig von dem Einlassventil gesteuertes Drosselventil vorgesehen ist und der Einlassquerschnitt zur Brennkammer durch die Relativstellung beider Ventile zueinander bei geöffnetem Einlassventil bestimmt wird und das Drosselventil zur inderung des Einlassquerschnitts willkürlich verstellbar ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einlassventil und das Drosselventil in einer gemeinsamen Achse hin- und herbeweglich angeordnet sind, dass das Einlassventil in seine Scbliesslage gegen einen brennkammer se it igen Ventilsitz und das Drosselventil in eine. Schliesslage im Einlasskanal auf der Einlasseite dieses Ventilsitzes bewegbar sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass eine willkürlich betätigbare Stelleinrichtung zur Bewegung des Drosselventils zwischen seiner Schliess- und seiner Offenlage vorgesehen ist.
Bei einer Ausführungeform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drosselventil einen ringförmigen Kopf aufweist, der den Schaft des Einlassventils umgebend längs diesem bewegbar ist. Hierbei kann das Drosselventil einen hoHen Schaft
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aufweisen, der deo Schaft des Einlassventils koaxial umgibt und länge diesen verscbieblich ist. Ferner let es zweckmässig, wenn der bohle Schaft des Drosselventile in einer Bohrung des Zylinderkopfes vereehieblich geführt let und der Schaft des Einlassventils in den hohlen Schaft des Drosselventils versebieblleh let.
Bei einer derartigen Ausgestaltung besteht die Betätigungseinrichtung für das Drosselventil aus einem im Zylinderkopf gelagerten RIt«el, das mit einer am Schaft des Drosselventils in axialer Richtung gebildeten Zahnstange kämmt. Bei einer anderen Aueführungeform enthält die Betätigungeeinrichtung für das Drosselventil einen an einer willkürlich schwenkbaren Achse sitzenden, im Einlasskanal liegenden Hebel, dessen gegabeltes. Ende in eine Ringnut des Schaftee des Drosselventils eingreift. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung 1st vorgesehen, dass das Drosselventil einen cu seinem Ι·ρί exzentrisch liegenden Ventilschaft aufweist, der in einer parallel sur Bohrung für den Ventilschaft des Einlassventils liegenden Bohrung im Zylinderkopf geführt ist und eine in axialer Richtung liegende Zahnstange aufweist, in die ein Ritzel auf einer willkürlich drehbaren Welle eingreift.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In dieser zeigt
Pig. 1 einen feilschnitt durch eine Brennkraftmaschine im Bereich des Einlassventils, -
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Pig. 2 einen Scbnitt nach der Linie 2-2 in fig. I, Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte Ausführung der Erfindung,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch eine weitere
AusfUbrungeform der Erfindung und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig·
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Brennkraftmaschine 10 enthält einen Zylinderblock: 12 mit mehreren Zylindern 14» denen je ein Kolben 16 zugeordnet ist. Auf den Zylinderblock ist ein Zylinderkopf 18 aufgesetzt, der mit einer Wand 20 und dem Boden des zugeordneten Zylinders eine Brennkammer 22 veränderlichen Volumens bestimmt. Der Zylinderkopf 18 enthält ferner ein Gewindelocb 24 zur Aufnahme einer Zündkerze·
In jeder Brennkammer ist in der Wand 20 des Zylinderkopfes eine kreisförmige Einlassöffnung 26 vorgesehen, die die Brennkammer 22 mit einem Einlasskanal 28 im Zylinderkopf 18 verbindet, um Gemisch in die Brennkammer einzuführen· Im Zylinderkopf 18 ist eine Yentilfübrungsbobrung 30 vorgesehen, in der eine Einlassventilanlage geführt ist, die aus einem Tellerventil 32 und einem Drosselventil 34 besteht. Das Tellerventil 32 weist in üblicher Weise einen Kopf 36 auf, der gegen einen ringförmigen Ventilsitz 38 in der Einlassöffnung 26 bewegbar ist, um diese zu verschliessen. Das Tellerventil 32 hat einen
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Schaft 40, der bin- und herbeweglich in dem Drosselventil 34 geführt ist und durch einen Kipphebel 42 Über eine Ventilstoßstange 44 in üblicher Weise zyklisch hin- und herbewegt
wird, um das Tellerventil 32 bei jedem Einlassbub des Brennen
kraftmaschinenkolbens 16 um einTentsprechend der Auslage der
Haschine gegebenen Hub zu öffnen·
Das Drosselventil 34 bat einen schräg liegenden Kopf 46, der mit einem hohlen Schaft 43 verbunden ist, der hin- und herverschieblich in der Ventilführungsbohrung 30 gleitet und der als Führung für den Schaft 40 des Tellerventils 32 dient. Die beiden Ventile 32 und 34 sind also koaxial zueinander beweglich. .
In der Zeichnung ist das Drosselventil 34 in seiner zurückgezogenen Stellung voll ausgezeichnet dargestellt, so dass bei geöffnetem Tellerventil 32 ein freier Durchfluss des Gemisches durch die Einlassöffnung 36 zur Brennkammer 22 freigegeben ist. Das Drosselventil 34 kann jedoch nach unten bewegt werden und in eine untere Grenzlage gelangen, die in Pig. 1 in strichpunktierten Mnien angedeutet ist. Der Kopf befindet sich dann im Bereich des Einlasskanals und verschliesst diesen im wesentlichen vollständig.
Zur Steuerung der Bewegung des Drosselventils 34 ist am oberen Teil des Ventilschaftes 48 eine in axialer Richtung liegende Zahnstange 50 gebildet, in die ein Ritzel 52 eingreift. Dieses ist auf einer Welle 54 befestigt, die mecha-
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nlsch von dem Bedienungsoann,beispielsweise über eine Riemenscheibe 56 und ein Kabel 58,bedienbar ist. Sie Welle 54 ist in einer Lagerung 60 am Zylinderkopf abgestützt, die zugleich als Federteller für eine übliche Ventilfeder 62 dient, welche das Tellerventil 32 in seine Schliesslage belastet.
Während des Betriebes wird durch die Ventilsteuerung 42, 44, 62 das Tellerventil 32 geöffnet, so dass die Einlassöffnung 26 während des Saughubes der Maschine freigegeben wird, wobei dieses Spiel von der Einstellung der Ventilsteuerung abhängig ist. Eine Änderung des Einlassquerschnitts ist durch wahlweise Bewegung des Drosselventils über dessen Betätigungseinrichtung 56,58,54,52 möglich.
Versuche mit einer Maschine derartigen Aufbaues zeigten einen einwandfreien Betrieb bei magerem Gemisch in gleicher Weise wie dies mit der Maschine nach der oben erwähnten früheren Bauart der Fall ist.
Eine abgewandelte Ausführungsform zeigen die Fig. und 4. Da zahlreiche Bestandteile dieser Bauart denen der ersten Ausführungsform gleichen, haben diese gleiche Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 100 erhöht, erhalten.
Unterschiedlich ist bei dieser Bauart, dass der Ventilschaft 140 des Tellerventil 132 unmittelbar in der Ventilschaftbohrung 130 im Zylindertopf 118 geführt ist, während die übliche Ausbildung des Tellerventil 132 der nach
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den Fig. 1 und 2 entspricht. Eia weiterer Unterschied besteht darin, daps das Drosselventil 144- einen scheibenförmigen Kopf 146 trägt, an dem ein kurzer zylindrischer Schaft 143 sitzt, der auf dem Ventilschaft 140 des Tellerventils 132 bin- und herbeweglich ist. Hierdurch ist das Drosselventil 143 in gleicher Weise wie bei der ersten AusfUhrungeform relativ zu
den Tellerventil 132 einstellbar. Die Betätigung des Drosselin
Ventils 134 erfolgt durch einen Hebel 164, der73em Einlasskanal .128 liegt und an einer schwenkbaren Achse 166 sitzt, die im Zylinderkopf 118 gelagert ist. Das freie Ende des Hebels 164 ist gegabelt und greift mit an den Enden sitzenden Zapfen 168 in eine Ringnut 170 am Schaft des Drosselventils, so dass bei willkürlicher Verschwenkung der Acbee 166 die Stellung des Drosselventils 134 eingestellt werden kann. Durch Verbindung der Hebel 164 der einzelnen Zylinder kann eine gemeinsame Einstellung der Drosselventile 134 einer Zylinderreihe bewirkt werden.
Eine weitere Ausgestaltungsform zeigen die Fig. 5 und 6, bei der ebenfalls gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 200 erhöht, bezeichnet sind.
Der wesentliche Unterschied bei dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Drosselventil 234 einen scheibenförmigen Kopf 272 hat, mit dem exzentrisch zur Achse des Einlassventils 232 ein hohler Ventilschaft 276 durch einen Spreng-
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ring 278 ο.dgl« festgehalten verbunden let, welcher la einer hohlen Büchse 274 geführt ist. Der Ventilschaft 276 let hin- und herbeweglich in einer Bohrung 280 dee Zjlinderkopfea geführt, die parallel alt Abstand zur Ventilschaftführung 230 für das Tellerventil 232 liegt. Am oberen Ende des Yentilechaftes 276 ist eine in axialer Richtung liegende Zahnstange 282 vorgesehen, in die ein Ritzel 284 eingreift, das über eine willkürlich drehbare Welle 268 antreibbar ist.
Sie Arbeitsweise der beiden letzterwähnten Aueführungsforaen ist la wesentlichen der der ersten AusfUhrungsfora gleich, wobei sich lediglich aus der besonderen Konstruktion ergebende Unterschiede zeigen.
Die drei Aueführungebeispiele sind ein-lge von vielen Möglichen Ausfübrungsfomen der Erfindung, deren Grundkonzeption darin besteht, den Einlaiquerecbnitt durch «la gesteuertes Einlassventil In zeitlicher Abstimmung aod ein zugeordnetes Drosselventil zur Bestimmung des wirksamen Einlass· Querschnittes einstellbar zu mache».
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Claims (1)

  1. 20UDv. :ΐ !
    - 9 -Pat eat a asp r ti. ehe
    entilgesteuerte Brennkraftmaschine mit einstellbarem Einlassquerschnitt zur Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, dass ein unabhängig von dem Einlassventil (32, 132, 232) gesteuertes Drosselventil (34, 134, 234) vorgesehen ist und der Einlassquerschnitt zur Brennkammer durch die Relativstellung beider Ventile zueinander bei geöffnetem Einlassventil bestimmt wird und das Drosselventil zur Änderung des Einlassquerschnittes W.llkürlicb verstellbar ist.
    2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (32,132) und das Drosselventil (34,134) in einer gemeinsamen Achse hin- und herbeweglich angeordnet sind, dass das Einlassventil in seine Schliesslage gegen einen brennkammerseitigen Ventilsitz (38, 138,238) und das Drosselventil in eine Schliesslage im Einlasskanal (28,128,228) auf der Einlasseite dieses Ventilsitzes bewegbar sind. .
    3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine willkürlich betätigbare Stelleinrichtung (50,52,54?164,166,168; 282,284,286) zur Bewegung des Drosselventils (34,134,234) zwischen seiner . Schliess- und seiner Offenstellung vorgesehen ist.
    - 10 -
    OBJGtHAL IMSPECTED " " .■ -
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    /OUüjj 1
    - ίο -
    4· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (34, 134,234) einen ringförmigen Kopf (46,146,272) aufweist, der den Schaft (40,140,240) des Einlassventils (32,123,232) umgebend längs diesem bewegbar ist.
    5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4» dadurch . gekennzeichnet, dass das Drosselventil (34,134) einen hohlen Schaft (43,148) aufweist, der den Sebaft (40,140) des Einlassventils (32,132) koaxial umgibt und längs diesem verscbieblich ist.
    6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hoble Schaft (43) des Drosselventile (34) ia einer Bohrung (30) des Zylinderkopfes (18) verscbieblich geführt ist und der Schaft (40) des Einlassventils (32) in dem bohlen Schaft des Drosselventils verschieblich ist.
    7· Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung für das Drosselventil (34,234) aus einem im Zylinderkopf (18,218) gelagerten Ritzel (52,286) besteht, das mit einer am Schaft (4ö,276) des Drosselventils in axialer Richtung gebildeten Zahnstange (50, 232) kämmt.
    8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung für das Drosselventil (134) einen an einer willkürlich schwenkbaren Achse (166)
    - 11-
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    sitzenden, la Einlasskanal (128) liegenden Hebel (164) enthält, dessen gegabeltes Ende (168) in eine Ringnut (170) de» Schaftee (148) des Droeaelveutils eingreift.
    9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass das Droaeelveatil (234) einen zu seinem Kopf (272) exzentrisch liegenden Vent!!schaft (276) aufweist, der in einer parallel zur Bohrung (230) für den Ventilschaft (240) det SlnlassTentlls (232) liegenden Bohrung (280) im Zylinderkopf (218) geführt ist und eine in axialer Richtung liegend· Zahnstange (282) aufweist, in die ein Ritzel (284) auf einer willkürlich drehbaren Welle (286) eingreift.
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