DE2308327C2 - Einlaßkanal für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Einlaßkanal für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Einlaßkanal für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Erzeugung
eines Dralls im Zylinder, bei dem der Zuführungskanal in Ventilnähe in einen oberhalb des
Einlaßventils um den Ventilschaft angeordneten Ringraum übergeht, in den eine im wesentlichen parallel zur
Achse des Einlaßventils sich erstreckende Rippe ragt, die von der Umfangswand des Ringraumes an der der
Zylinderachse nahegelegenen Seite, zwischen der Übergangsstelle der inneren Begrenzungswand des
Einlaßkanals zum Ringraum und einer um 90° entgegen der resultierenden Drallrichtung im Zylinder versetzten
Stelle im wesentlichen rechtwinkelig zur Wand des Ringraumes ausgeht, wenigstens bis zum halben Radius
des Ringraümes in diesen vorragt und sich im wesentlichen bis in die Nähe des Ventilsitzes erstreckt,
wobei der freie Querschnitt des Zuströmkanals erhalten bleibt.
Die Gemischbildung in den Zylindern von Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung erfolgt durch
das Zusammenwirken der Kraftstoffeinspritzung mit der Bewegung der Verbrennungsluft. Diese Strömung
der Verbrennungsluft ist hauptsächlich vom Einlaßvorgang, also den Strömungsverhältnissen im Bereich des
Einlaßventils abhängig und nur zum geringen Teil von der durch die eingespritzten Brennstoffstrahlen verursachten
Luftbewegung. Man hat also durch den Einströmvorgang, wie bekannt, ein Mittel, um den
Strömungszüstand der Luft im Zylinder und damit die Mischung von Brennstoff und Luft und den Verlauf der
Verbrennung zu beeinflussen.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist
beispielsweise aus der FR-PS 6 35 921 bekannt, bei welcher die Rippe im Ringraum einen Auslauf der Wand
des Spiralkanals in Richtung zur Ventilmitte darstellt Dieser nach strömungstechnischen Gesichtspunkten
vorteilhafte Auslauf der Spiralwand ergibt eine günstige Weiterführung des eintretenden Luftstromes, und soll
eine Stauwirkung auf den sich eindrehenden angesaugten Luftstrom verhindern, weil ein Eintritt des
Luftstromes gemäß der aus dieser Schrift bekannten Anordnung von Zylindern, Ventilen und Zuführungskanal
zwar mit Drall aber im wesentlichen in Richtung zur Zylindermitte oder dagegen erfolgen würde. Durch die
Weiterführung der Kanalwand in Form der Rippe wird eine im wesentlichen tangential zum Zylinder erfolgende
Einleitung der Luft ermöglicht
Es wurde erkannt, daß für die Gemischbildung im Zylinder einer Brennkraftmaschine nicht nur die
Ausbildung einer Drehströmung im Zylinder sondern in erheblichem Maß auch das Vorhandensein einer
turbulenten Strömung sowie deren Intensität maßgeblich sind. Eine starke Turbulenz in der sich mit dem
Kraftstoff mischenden Luft führt zu einer rascheren und. gleichmäßigeren Durchmischung und damit zu einer
rascheren Verbrennung unter Vermeidung größerer
Unterschiede im Luft-Kraftstoffverhältnis innerhalb des
Brennraumes. Eine turbulente Strömung im Zylinder ist jedoch mit der oben beschriebenen, bekannten Einrichtung
nicht erzielbar und auch nicht beabsichtigt.
Ähnliche Einrichtungen sind beispielsweise auch aus der DE-AS 10 48 438, DD-PS 18 534 oder auch der
AT-PS 2 92 384 bekannt, welche jedoch allesamt im wesentlichen nur die Aufgabe haben, den Drall der
zugeführten Verbrennungsluft zu vergrößern und auch keine Erzeugung von Turbulenz in der Zylinderladung
ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine
Veränderung der Intensität der Drehströmung und des Grades der Turbulenz der Zylinderladung und damit
eine Anpassung der Strömungsverhältnisse im Zylinder an die jeweiligen Gegebenheiten herbeigeführt werden
kann, ohne daß Veränderungen am Einlaßkanal vorgenommen werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rippe zweiteilig ausgeführt ist und aus einem an
die Kanalwand anschließenden feststehenden Abschnitt und einem drehbar um die Ventilachse angeordneten, in
beliebiger Drehlage feststellbaren Abschnitt besteht.
Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, eine veränderliehe
Aufteilung der dem Ringraum zuströmenden Verbrennungsluft in die beiden Teilströme vorzunehmen
und damit das Drall- und Turbulenzverhalten der Zylinderladung im gewünschten Sinne zu beeinflussen.
Dies ist insbesondere bei der Entwicklung neuer Motorentypen von Bedeutung, da auf diese Weise das
Verhalten des Motors, vor allem hinsichtlich des Verbrennungsablaufes und der Abgaszusammensetzung,
bei verschiedenen Positionen des verstellbaren Rippenabschnittes beobachtet *ind damit die optimale
Einstellung empirisch ermittelt werden kann, wobei bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen ; darüberhinaus
auch noch die Möglichkeit besteht, durch entsprechende Einstellung der drehbaren Rippenabschnitte in den
Einlaßkanälen in sämtlichen Zylindern übereinstimmende Strömungsverhältnisse herzustellen, was vor allem
deshalb von Bedeutung ist, weil schon geringfügige, z. B. durch Gußkernversetzungen verursachte Unterschiede
in der Lage und Form der Kanäle zu erheblichen Differenzen der Strömungsverhältnisse in den einzelnen
Zylindern führen können. .
Die Erfindung kann vorteilhaft auch zur Regulierung der Gemischbildung bei Gasmaschinen oder Motoren
für flüssigen Kraftstoff herangezogen werden, bei denen vor allem danach getrachtet wird, eine gute Gemischschichtung
bei Teillasten zu erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der drehbare Rippenabschnitt an einer am
Ventilführungsbutzen drehbar gelagerten, gegen axiale Verschiebung gesicherten, mit dem Rippenabschnitt
vorzugsweise einstückigen Hülse angeordnet Diese Ausbildung zeichnet sich durch ihre bauliche Einfachheit
und den verhältnismäßig geringen Bearbeitungsaufwand aus. Die zylindrische Lagerfläche am Ventilfüh
rungsbutzen für die die Rippe tragende Hülse kann dabei yorteühafterweise in ein und derselben Einstellung, in der auch die Bearbeitung der Ventilsitze bzw.
der Paßflächen für die Ventilsitzringe erfolgt, vorgenommen werden. -
Bei der letztgenannten Ausführung des Einlaßkanals ist es entsprechend einer weiteren Ausgestaltung
besonders günstig, die Hülse durch einen in eine Ringnut des Ventilführungsbutzens eingreifenden Bolzen gegen
axiale Verschiebung zu sichern, wobei der Bolzen vorzugsweise als in eine Gewindebohrung der Hülse
eingeschraubter Gewindebolzen zum Feststellen der Hülse am Ventilführungsbutzen ausgebildet ist. Wenn
der Bolzen zugleich als Feststellschraube für die Hülse dient, ist er an einer Umfangsstelle der Hülse
anzuordnen, welche innerhalb des in Frage kommenden Schwenkbereiches der Hülse der Saugseite des Zylinderkopfes
zugewendet ist, so daß der Bolzen mittels eines in den Einlaßkanal eingeführten Werkzeuges, z. B.
eines Schraubenziehers, bequem gelöst und in einer anderen Stellung wieder festgezogen werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Hülse aber auch als einseitig geschlitzte Klemmhülse ausgebildet
sein, die mittels einer quer zum Schlitz angeordneten Klemmschraube am Ventilführungsbutzen festklemmbar
ist.
Um die Verstellung des drehbaren Rippenabschnitts zu vereinfachen und ggf. Einstellarbeiten sogar am
laufenden Motor vornehmen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß der drehbare Rippenabschnitt
mittels einer aus dem Zylinderkopf herausgeführten Betätigungsvorrichtung verstellbar ist. Vor
allem für die Forschungsarbeit ist diese Ausbildung von großem Nutzen, da somit das durch die Verstellung der
Rippe geänderte Betriebsverhalten des Motors bei laufender Maschine studiert werden kann. Bei Großmotoren
kann ggf. auch eine selbsttätige Steuerung der Betätigungsvorrichtung in Abhängigkeit von einer mit
den Strömungsverhältnissen im Zylindersich ändernden Betriebsgröße der Maschine erfolgen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Betätigungsvorrichtung aus einer im Zylinderkopf
drehbar gelagerten Welle, die an ihrem im Ringraum gelegenen Ende eines z. B. als Daumen ausgebildeten
Mitnehmer trägt, der in eine am Umfang der Hülse vorgesehene Nui od. dgl. eingreift. Eine Betätigungseinrichtung
dieser Art, weiche auch bei beengten räumlichen Verhältnissen im Zylinderkopfbereich ohne
weiteres Platz findet, gewährleistet1 einen für die
meisten Fälle vollständig ausreichenden Verstellbereich des drehbaren Rippenabschnittes.
Um eine noch weitergehende Einflußnahme auf den Grad der Turbulenz und die Intensität des resultierenden
Dralls im Zylinder zu erreichen, ist desweiteren vorgesehen, daß der Einlaßkanal im wesentlichen die
Form eines Spiralkanales aufweist, und daß die Rippe aus einem von der Kanalwand zum Ventilführungsbutzen
weisenden Abschnitt und einem daran anschließenden,
vom Ventilführungsbutzen in Richtung zum Zuführungskanal sich erstreckenden, im wesentlichen
Ieitschaufelartig geformten Abschnitt besteht, welcher
um die Ventilachse drehbar auf dem Ventilführungsbutzen gelagert ist.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Gestaltung der den Ringraum unterteilenden Rippe im Zusamenwirken
mit der Spiralform des Einlaßkanals bei sehr geringen Strömungswiderständen im Einlaßkanal hohe Turbulenzgrade
bei ausreichendem Drall der Verbrennungsluft zu erreichen gestattet. Dadurch ist auch eine weitere
Optimierung des Verbrenhungsvorgangs mit ihren günstigen Auswirkungen auf die Abgaszusammensetzung
möglich, wobei insbesondere günstig ist, daß man die Aufteilung der Verbrennungsluft auf die beiden
Teilströme beliebig ändern und damit das Turbulenz- und Drallverhalten der Verbrennungsluft im Zylinder im
gewünschten Sinne steuern kann.
Im Falle der letztgenannten Ausführung ist es
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besonders vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung rende turbulente Drehströmung im Zylinder, welche
der leitschaufelartige Rippenabschnitt von einer im eine intensive Mischung der Verbrennungsluft mit dem
Sinne der Einlaßkanalspirale gekrümmten Blechschau- in den Zylinder eingespritzten Kraftstoff herbeiführt,
fei gebildet ist, die an einer am Ventilführungsbutzen Der Grad der Luftrotation und das Ausmaß der
drehbar gelagerten rohrförmigen Hülse, etwa tangential 5 Turbulenz der Zylinderladung werden durch die
zu dieser befestigt, z. B. angeschweißt ist. Der jeweilige Stellung des drehbaren Rippenabschnittes 36
hauptsächliche Vorteil dieser Gestaltung liegt in den bestimmt. Je kleiner der für den Teilstrom A zur
niedrigen Herstellungskosten. , Verfügung stehende Querschnitt a des Einlaßkanals 31
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der ist, desto geringer ist auch die kinetische Energie des
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher to Teilstromes A, so daß beim Zusammenprall mit dem
erläutert. Es zeigt , , . weitaus stärkeren Teilstrom B nur eine verhältnismäßig
F i g. 1 einen Horizontalschnitt eines Ausführungsbei- geringe Turbulenz zustandekommt. Die durch den
spiels eines Einiaßkanals nach der Erfindung, Teilstrom B verursachte Rotation der Verbrennungsluft
Fig.2 einen Schnitt des Einlaßkanals nach der Linie im Zylinder wird dadurch nur geringfügig abge-
II-IIiriFig. 1,-J 15 schwächt.
Fig.3 einen teilweisen Horizontalschnitt eines Mit zunehmendem Teilquerschnitt abtritt hingegen
abgewandelten Ausführungsbeispiels nach der Erfin- verstärkte Turbulenz im Zylinder bei verringertem
dung und , Drall der Zylinderladung ein.
F i g. 4 und 5 je ein weiteres Ausführungsbeispiel des - Durch Verstellen des drehbaren Rippenabschnittes 39
V erfindungsgemäßen Einlaßkanals im Schnitt 20 hat man somit die Möglichkeit, den Strömungszustand
;;·. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 geht der im Zylinder in weiten Grenzen zu verändern und den
%- Einlaßkanal 31 im Bereich oberhalb des Einlaßventils 32 jeweiligen Erfordernissen optimal anzupassen. Um die
in einen schneckenförmigen Ringraum 33 über, welcher Verstellung des drehbaren Rippenabschnittes 36 zu
t durch eine zweiteilig ausgebildete Rippe unterteilt ist, vereinfachen und ggf. auch während des Betriebs des
die aus einem feststehenden Rippenabschnitt 34 und 25 Brennkraftmaschine vornehmen zu können, ist, wie aus
einem um die Ventilachse 35 drehbaren Rippenabschnitt Fi g. 2 ersichtlich, eine Betätigungsvorrichtung vorgese-
36 besteht. Der feststehende Rippenabschnitt 34 hen, welche aus einer im Zylinderkopf drehbar
schließt unmittelbar an die innere Begrenzungswand 37 gelagerten Welle 43 besteht, die an ihrem ringraumseiti-
des Einlaßkanals 31 an und verläuft etwa in radialer gen Ende einen Mitnehmer 44 trägt, welcher in eine am
Richtung in bezug auf die Ventilachse 35. 30 Umfang der Hülse 38 vorgesehene Nut 45 eingreift.
Der drehbare Rippenabschnitt 36 befindet sich an Dieselbe Betätigungsvorrichtung ist auch bei dem
einer rohrförmigen Hülse 38, welche auf einer zur Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 vorgesehen, welches
Ventilachse 35 konzentrischen zylindrischen Lagerflä- sich von der Anordnung nach F i g. 1 und 2 nur dadurch
ehe 39 des Ventilführungsbutzens 40 drehbar gelagert unterscheidet, daß der zur Verdrehsicherung der Hülse
ist. Die Hülse 38 mit dem Rippenabschnitt 36 ist gegen 35 38 vorgesehene Gewindebolzen 41 weggelassen ist.
axiale Verschiebung durch einen in eine radiale Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig.4 und 5
Gewindebohrung der Hülse 38 eingeschraubten Gewin- besitzt der Einlaßkanal 51 die Formgebung und den
debolzen 41 gesichert, der in eine1 Ringnut 42 des Verlauf eines üblichen Spiralkanals, bei dem sich an dem
Ventilführungsbutzens 40 eingreift Durch Festziehen Zuführungskanal 52 im Bereich oberhalb des Einlaßven-
des Gewindebolzens 41 gegen die Grundfläche der 40 tils 53 ein um den Ventilschaft 54 spiralförmig
Ringnut 42 kann die Hülse 38 mit dem Rippenabschnitt gewundener, zum Ventil hin abfallender Ringraum 55
36 ineiner beliebigen Drehlage fixiert werden. · anschließt. Der Windungssinn der Spirale bestimmt
Durch den Rippenabschnitt 36 wird der Einlaßquer- dabei den Drehsinn der Verbrennungsluft im Zylinder,
schnitt in die beiden Teilquerschnitte a und b unterteilt von dem nur die Außenkontur 56 mit gestrichelten
Die über den Einlaßkanal 31 eintretende Verbrennungs- 45 Linien eingezeichnet ist. Im vorliegenden Fall ist der
luft wird entsprechend diesen Teilquerschnitten a und ft Drall der Zylinderladung gegen den Uhrzeigersinn
in Teilströme A und B aufgeteilt; von denen der erstere gerichtet.
A im Bereich zwischen den beiden Rippenabschnitten 4 Der Ringraum 55 ist durch eine Rippe 57 unterteilt,
und 6 unmittelbar zum Ventilspalt strömt und in einer welche aus einem von der inneren Begrenzungswand
dem: beabsichtigten Drehsinn der Luftströmung im 50 des Einlaßkanals 51 zum Ventilführungsbutzen 59
; Zylinder entgegengesetzten Richtung in den Zylinder vorstehenden Abschnitt 60 und einem daran anschlie-
eintritt ßenden, vom Ventilführungsbutzen 59 in Richtung zum
Der zweite Teilstrom B tritt in den Ringraum 33 ein Zuführungskanal 52 sich erstreckenden, leitschaufelartig
undfolgt zunächst dem Verlauf der Ringraumwandung. geformten Abschnitt 61 besteht Die Rippe 57 kann sich
Der Teilstrom B hat die Tendenz, wie in einem üblichen 55 in Richtung der Ventilachse ggf. bis in die unmittelbare
Spiralkänal die Ventilachse 35. im Uhrzeigersinn zu Nähe des Ventilsitzes erstrecken.
; umströmen^ Dies wird jedoch durch den festgelegten Durch die Rippe 57 wird die über den Zuführungska-
Rippenteil 34 verhindert, welcher auf den Teilstrom B nal 52 eintretende Verbrennungsluft in zwei Teilströme
• eine Staüwirkung ausübt, welche ihn in der Richtung des 62,63 unterteilt, wobei der stärkere Teilstrom 62 an dem
beabsichtigten Dralls im Zylinder durch den Ventilspalt 60 leitschaufelartigen Abschnitt 61 der Rippe 57 außen
treten läßt Die beiden Teilströme Aundß, welche somit seitlich vorbeigeführt wird und direkt in den spiralförmi-
im Zylinder in nicht dargestellter Weise in entgegenge- gen Ringraum 55 eintritt. Dieser Hauptluftstrom 62
setzten Drehrichtungen strömen, prallen innerhalb des erzeugt nach seinem Übertritt in den Zylinder 56 eine
Zylinders aufeinander, so daß die kinetische Energie des dem Uhrzeigersinn entgegengerichtete Drallströmung.
jeweils schwächeren Teilstromes unter Entstehung 65 Der strömende Teilstrom 63 strömt an der Innenseite
starker Turbulenz vernichtet und der schwächere 1 des leitschaufelartigen Rippenabschnittes 61 vorbei und
Teilstrom vom1 stärkeren Teilstrom in dessen Drehrich- wird von dem Rippenabschnitt 60 derart zum
j tung mitgenommen wird. Somit entsteht eine resultie- ' Ventilspalt hingeführt daß er beim Eintritt in den
Zylinder 56 eine im wesentlichen im Uhrzeigersinn verlaufende Strömungsrichtung um die Zylinderachse
erhält. Innerhalb des Zylinders 56 kommt es daher zu einem Aufeinanderprallen der beiden Teilströme 62 und
63 unter Entstehen einer starken Turbulenz. Diese Turbulenz begünstigt im Zusammenwirken mit der
resultierenden Strömung im Zylinder den Verbrenhungsablauf durch eine Intensivierung der Mischung der
Verbrennungsluft mit dem eingespritzten Kraftstoff und durch einen rascheren Abschluß der Verbrennung.
Der leitschaufelartige Rippenabschnitt 61' bzw. 61" ist ein gesonderter Bauteil, welcher auf dem Ventiiführungsbutzen
59, um die Achse des Einlaßventils 53 drehbar gelagert ist. Durch Verschwenken dieses
Rippenabschnittes 6Γ, bzw. 61" kann das Mengenverhältnis der beiden Teilströme 62 und 63 in dem Sinne
verändert werden, daß jeweils der gewünschte Grad der Turbulenz und des resultierenden Dralls der der
Verbrennungsluft entsteht.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist der Rippenabschnitt 6V als Vollprofil ausgeführt, dessen
Querschnittsform einem Trägflügelprofil ähnlich ist. Die
scharfe Kante dieses: Profils ist dem Zuführungskanal 52 zugewendet. Die extremen Endlagen des leitschaufelartigen
Rippenabschnittes 6Γ sind durch gestrichelte Linien angedeutet.
~> Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist der leitschaufelartige Rippenabschnitt 61" als Blechschaufel
ausgebildet, welche im Sinne der Einlaßkanalspirale gekrümmt und ah einer an dem Ventilführungsbutzen 59
drehbar gelagerten rohrförmigen Hülse 64, tangential
ίο zu dieser verlaufend, angeschweißt ist.
Desweiteren besteht auch die Möglichkeit, das Erfindungsprinzip bei vorhandenen Spiralkanälen anzuwenden
und diese durch den nachträglichen Einbau einer Rippe auszugestalten. Allein durch den Einbau
\-> einer solchen Rippe in einem Spiralkanal sinkt der für
die Verbrennung benötigte Drall infolge der Ausbildung eines Nebenstromes und der dadurch verursachten
Turbulenz im Zylinder ab. Diese Verkleinerung des Dralls wird durch die Umgestaltung der Spirale zu
einem Ringraum kompensiert, ohne, den Durchfluß des Einlaßkanals zu verschlechtern.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
230 238/101
Claims (8)
1. Einlaßkanal für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Erzeugung eines Dralls im
Zylinder, bei dem der Zuführungskanal in Ventilnähe in einen oberhalb des Einlaßventils um den
Ventilschaft angeordneten Ringraum übergeht, in den eine im wesentlichen parallel zur Achse des
Einlaßventils sich erstreckende Rippe ragt, die von der Umfangswand des Ringraumes an der der
Zylinderachse nahegelegenen Seite zwischen der Übergangsstelle der inneren Begrenzungswand des
Einlaßkanals zum Ringraum und einer um 90° entgegen der resultierenden' Drallrichtung im
Zylinder versetzten Stelle im wesentlichen rechtwinkelig zur Wand des Ringraumes ausgeht, wenigstens
bis zum halben Radius des Ringraumes in diesen vorragt und sich im wesentlichen bis in die Nähe des
Ventilsitzes erstreckt, wobei der freie Querschnitt des Zuströmkanals erhalten bleibt, dadurch
gekennzeichnet, daß. die Rippe (34, 36)
zweiteilig; ausgeführt ist und aus einem an die Kanalwand (37) anschließenden feststehenden Abschnitt
(34) und einem drehbar um die Ventilachse (35) angeordneten, in beliebiger Drehlage feststellbaren
Abschnitt (36) besteht
2. Einlaßkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Rippenabschnitt (36) an
einer am Ventilführungsbutzen (40) drehbar gelagerten, gegen axiale Verschiebung gesicherten, mit dem
Rippenabschnitt (36) vorzugsweise einstückigen Hülse (38) angeordnet ist.
3. Einlaßkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse y(38) durch einen in eine
Ringnut (42) des Ventilführungsbutzens (40) eingreifenden Bolzen (41) gegen axiale Verschiebung
gesichert ist, der vorzugsweise als ein eine Gewindebohrung der Hülse (38) eingeschraubter
Gewindebolzen zum Feststellen der Hülse am Ventilführungsbutzen (40) ausgebildet ist
4. Einlaßkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse als einseitig geschlitzte
Klemmhülse ausgebildet ist, die mittels einer quer zum Schlitz angeordneten Klemmschraube am
Ventilführungsbutzen festklemmbar ist.
5. Einlaßkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Rippenabschnitt
(36) mittels einer aus dem Zylinderkopf herausgeführten Betätigungsvorrichtung (43—45)
verstellbar ist.
6. Einlaßkanal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung aus einer
im Zylinderkopf drehbar gelagerten Welle (43) besteht, die an ihrem im Ringraum (33) gelegenen
Ende einen z. B. als Daumen ausgebildeten Mitneh- ·
mer (44) trägt, der in eine am Umfang der Hülse (38) vorgesehene Nut (45) oder dgl. eingreift
7. Einlaßkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (51) im
wesentlichen die Form eines Spiralkanals aufweist, und daß die Rippe (57) aus einem von der
Kanalwand (58) in etwa radialer Richtung zum Ventilführungsbutzen (59) verläufenden Abschnitt
(60) und einem daran anschließenden, vom Ventilführungsbutzen (59) in Richtung zum Zuführungskanal
(52) sich erstreckenden, im wesentlichen leitschaufelartig geformten Abschnitt (61', 61")
besteht, welcher um die Ventilachse drehbar auf dem Ventilführungsbutzen (59) gelagert ist.
8. Einlaßkanal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der leitschaufelartige Rippenabschnitt
(61") von einer im Sinne der Einlaßkanalspirale (55) gekrümmten Blechschaüfel gebildet ist, die an einer
am Ventilführungsbutzen (59) drehbar gelagerten rohrförmigen Hülse (64) etwa tangential zu dieser
befestigt, z. B. angeschweißt ist.
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Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1052739B (it) * | 1975-12-24 | 1981-07-20 | Fiat Spa | Perfezionamento nei condotti di aspirazione dei motori a combustione interna |
DE2803533A1 (de) * | 1978-01-27 | 1979-08-02 | Volkswagenwerk Ag | Luftverdichtende, selbstzuendende brennkraftmaschine |
US4381743A (en) * | 1981-02-26 | 1983-05-03 | General Motors Corporation | Variable area swirl generating engine cylinder inlet port |
GB2099504B (en) * | 1981-05-07 | 1985-04-24 | Suzuki Motor Co | Cylinder head intake passage structure for ic engines |
US4467749A (en) * | 1981-07-15 | 1984-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Flow control device of a helically-shaped intake port |
JPS6023468Y2 (ja) * | 1981-07-27 | 1985-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | ヘリカル型吸気ポ−トの流路制御装置 |
JPS6032009B2 (ja) * | 1981-08-03 | 1985-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | ヘリカル型吸気ポ−ト |
CA1197422A (en) * | 1981-08-19 | 1985-12-03 | Mikio Nakasima | Intake device of an internal combustion engine |
JPS5884328U (ja) * | 1981-11-04 | 1983-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | ヘリカル型吸気ポ−トの流路制御装置 |
US4478182A (en) * | 1982-05-11 | 1984-10-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helically-shaped intake port of an internal combustion engine |
US4481916A (en) * | 1982-05-11 | 1984-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helically-shaped intake port of an internal combustion engine |
JPS58195016A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-14 | Toyota Motor Corp | ヘリカル型吸気ポ−ト |
US4485774A (en) * | 1982-05-21 | 1984-12-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helically-shaped intake port of an internal-combustion engine |
JPS58204924A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Toyota Motor Corp | ヘリカル型吸気ポ−ト |
US4516544A (en) * | 1982-05-25 | 1985-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helically-shaped intake port of an internal-combustion engine |
JPS58204932A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-29 | Toyota Motor Corp | ヘリカル型吸気ポ−ト |
US4527519A (en) * | 1982-06-17 | 1985-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and system for controlling intake flow between direct and helical intake passages of intake port of internal combustion engine |
JPS5939928A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-05 | Toyota Motor Corp | ヘリカル型吸気ボ−ト |
AU542150B2 (en) * | 1982-09-08 | 1985-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Helical intake port |
DE3523194A1 (de) * | 1985-06-28 | 1987-01-08 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Drallerzeugender einlasskanal in leichtmetall-zylinderkoepfen insbesondere fuer luftgekuehlte brennkraftmaschinen |
US5311848A (en) * | 1991-07-18 | 1994-05-17 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Induction system for engine |
US5553590A (en) * | 1992-07-14 | 1996-09-10 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Intake control valve |
US5558061A (en) * | 1995-12-22 | 1996-09-24 | General Motors Corporation | Engine cylinder intake port |
GB2332708A (en) * | 1997-12-24 | 1999-06-30 | Ford Global Tech Inc | I.c. engine inlet port with sharp-edged swirl lip |
GB0125630D0 (en) * | 2001-10-25 | 2001-12-19 | Ma Thomas T | Charge motion control valve |
DE10238396A1 (de) * | 2002-08-22 | 2004-02-26 | Adam Opel Ag | Variabler Einlasskanal für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE102014000657B4 (de) * | 2014-01-17 | 2018-02-15 | Audi Ag | Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US10018106B2 (en) * | 2016-10-21 | 2018-07-10 | Ford Global Technologies, Llc | Engine system with rotatable intake port |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1048438B (de) * | 1959-01-08 | Maschinenfabrik Augsburg Nürnberg A G Augsburg | Viertaktbrennkraftmaschine | |
DD18534A (de) * | ||||
FR635921A (fr) * | 1927-06-13 | 1928-03-28 | Perfectionnements dans la construction des moteurs à explosion et à combustion | |
US2054621A (en) * | 1935-08-23 | 1936-09-15 | Ingersoll Rand Co | Internal combustion engine |
AT292384B (de) * | 1969-03-27 | 1971-08-25 | H C Hans Dipl Ing Dr Dr List | Drallerzeugender Einlaßventilkanal für eine Brennkraftmaschine |
DE1956350C3 (de) * | 1969-11-08 | 1982-01-21 | Süddeutsche Bremsen-AG, 8000 München | Drallerzeugender Einlaßkanal für Brennkraftmaschinen |
-
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE2308327A1 (de) | 1973-10-04 |
US3884209A (en) | 1975-05-20 |
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