DE3039774A1 - IC engine inlet duct - contains swivelable vane to control inlet whirl on entry into cylinder e.g. as function of engine parameters - Google Patents
IC engine inlet duct - contains swivelable vane to control inlet whirl on entry into cylinder e.g. as function of engine parametersInfo
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Abstract
Description
AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY
5180 Wolfsturg5180 Wolfsturg
- 3 —- 3 -
Unsere Zeichen: K 2970
17O2pt-we-jäOur reference: K 2970
17O2pt-we-jä
Brennkraftma s chineInternal combustion engine
Die Erfindung "bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention "relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Bekanntlich kann der Terbrennungsverlauf bei Brennkraftmaschinen, und insbesondere bei direkt einspritzenden Dieselmotoren, aber auch bei Otto-Motoren, durch Erzeugung eines sogenannten Einlaßdrall wesentlich verbessert werden. Dabei wird der durch den Einlaßkanal zuströmenden Luft durch entsprechende Formgebung des Einlaßkanals oder durch Verwendung drallerzeugender Einbauten in dem Einlaßkanal ein starker Drall mitgeteilt, der zu einer definierten Luftbewegung mit hoher Geschwindigkeit im Brennraum führt. Der dabei erzeugte Drall der Luftströ mung wird im wesentlichen durch die geometrischen Verhältnisse im Kanal und durch die jeweilige Motordrehzahl bestimmt. Während es nun zweckmäßig ist, bei niedrigen Drehzahlen mit einem möglichst hohen Drall zu ar beiten, ergibt sich bei höheren Drehzahlen und bei entsprechend hohen Luftdurchsätzen eine starke Drosselung, die zu erheblichen Liefergradverlusten führt und damit die Motorleistung begrenzt. Gleichzeitig ergibt sich, daß der Einlaßdrall bei höheren Durchsätzen im allgemeinen nicht besonders groß zu sein braucht, da eine mit einer kleinen Drehgeschwindigkeit strömende große Luftmenge den gleichen Drehimpuls aufweisen kann wie eine mit einer hohen Drehgeschwindigkeit.behaftete kleiner Luftmenge.As is known, the combustion process in internal combustion engines, and especially in direct injection diesel engines, but also in Otto engines, by generating a so-called intake swirl be improved. In this case, the air flowing in through the inlet channel is made by appropriate shaping of the inlet channel or by Use of swirl-generating internals in the inlet channel communicated a strong swirl, which leads to a defined air movement at high speed leads in the combustion chamber. The swirl generated in the air flow is essentially determined by the geometric relationships in the duct and determined by the respective engine speed. While it is now expedient to ar with as high a twist as possible at low speeds working, there is a strong throttling at higher speeds and correspondingly high air throughputs, which leads to considerable loss of efficiency leads and thus limits the engine power. At the same time it results that the inlet swirl at higher throughputs in general does not need to be particularly large, as one with a slow turning speed A large amount of air flowing in can have the same angular momentum as one with a high rotational speed Air volume.
Vorsitzender Vorstand: Toni SOimücfcer, Vorsitzender - Ka'l-Heinz Brian-, · Prpr. Dr. tee*'·, l"··,· noin ■ D .·:*' Pe:er Frerit Chairman of the Board: Toni SOimücfcer, Chairman - Ka'l-Heinz Brian-, · Prpr. Dr. tee * '·, l "··, · noin ■ D. ·: *' Pe: e r Frerit
des Aufsichtirats: Dr.jur. Wolfgang R.Hebbel ■ Günter Hariwicn Ho'St Munzner · Dr.rei.poi.We'ne'P.Ecnmmt · P'oi.Dr. tm. pol. Fneoric'i Tfioiiee »5-s Eirr.biu". Sitr der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wollsburg HRB 215 of the Supervisory Board: Dr.jur. Wolfgang R.Hebbel ■ Günter Hariwicn Ho'St Munzner · Dr.rei.poi.We'ne'P.Ecnmmt · P'oi.Dr. tm. pol. Fneoric'i Tfioiiee »5-s Eirr.biu". Sitr of the company: Wolfsburg District Court Wollsburg HRB 215
Aus diesem Grunde wird bei einer bekannten Brennkraftmaschine (DE-OS 28 05 555) der Einlaßkanal durch zwei Kanäle gebildet, von denen der eine als Drallkanal und der andere als drallfreier Kanal ausgebildet sind, die mit steigender Drehzahl im Sinne einer Verringerung des Dralls gegensinnig beaufschlagt werden. Hier wird jedoch die Anordnung zweier paralleler Einlaßkanäle gefordert, was bei den bekannt engen Raumverhältnissen an Brennkraftmaschinen nicht ohne Schwierigkeiten erfüllt werden kann. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die unter Vermeidung der Nachteile der vorerwähnten bekannten Brennkraftmaschine eine günstige Steuerung des Einlaßdralls ermöglicht, so daß bei niedrigen Drehzahlen ein für eine optimale Gemischaufbereitung erforderlicher genügend hoher Lufteinlaßdrall bereitgestellt wird, andererseits bei höheren Drehzahlen der zu Verlusten führende Drall verringert^ wird.For this reason, in a known internal combustion engine (DE-OS 28 05 555), the inlet channel is formed by two channels, from one as a swirl channel and the other as a swirl-free channel are designed, which are acted upon in opposite directions with increasing speed in the sense of a reduction in the twist. Here, however the arrangement of two parallel inlet ducts is required, which is not easy given the known tight space conditions in internal combustion engines Difficulties can be met. The object on which the present invention is based is therefore to develop an internal combustion engine of the type mentioned at the outset to create a favorable, while avoiding the disadvantages of the aforementioned known internal combustion engine Control of the inlet swirl allows so that at low speeds a required for an optimal mixture preparation is sufficient high air inlet swirl is provided, on the other hand at higher speeds the swirl leading to losses is reduced ^.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.The solution to this problem results from the characterizing part of the patent claim 1.
Danach wird also das durch ein Strömungsleitmittel gebildete drallerzeugende Mittel zur Steuerung des Dralls durch Verstellung herangezogen. ' Gemäß weiterer Ausbildungen der.Erfindung soll das Strömungsleitmittel zweckmäßigerweise durch eine an einer Seitenwand' des Einlaßkanals gehaltene, in den Einlaßkanal hineinragende Klappe gebildet sein, die um eine parallel zur Ventilachse verlaufende Achse verstellbar ist. Die Betätigung dieser Klappe kann selbsttätig durch den Staudruck der den Einlaßkanal durchsetzenden Strömung erfolgen, wobei die Klappe als Schwenkklappe oder als federzungenartige Klappe ausgebildet sein kann. Es ist jedoch auch möglich, die Schwenkklappe in Abhängigkeit von den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierenden Größen zu verstellen.After that, the swirl-generating one formed by a flow guide means is Means used to control the swirl by adjustment. According to further training of the invention should the flow guide means expediently by one on one Side wall 'of the inlet channel held, protruding into the inlet channel Be formed flap which is adjustable about an axis running parallel to the valve axis. The actuation of this flap can be automatic take place by the back pressure of the flow passing through the inlet channel, the flap as a swivel flap or as a spring-tongue-like flap Flap can be formed. However, it is also possible to adjust the swivel flap as a function of the operating state of the internal combustion engine to adjust characterizing sizes.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, daa im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in schemati-Bcher Darstellungsweiße inIn the drawing, an embodiment of the invention is shown, daa is explained in more detail below. The drawing shows in schemati books Display white in
Figur 1 einen Schnitt durch einen Zylinder einer Hubkolben-Brennkraftmaschine entlang der Achse des Einlaßkanals undFigure 1 shows a section through a cylinder of a reciprocating internal combustion engine along the axis of the inlet duct and
Figur 2 einen Schnitt durch den Zylinderkopf gemäß den Schnittlinien II-II nach Figur 1.FIG. 2 shows a section through the cylinder head according to FIG Section lines II-II according to FIG. 1.
In der Zeichnung ist mit 1 der Zylinder der Brennkraftmaschine, mit 2 ein darin oszillierender Hubkolben und mit 3 der Zylinderkopf angedeutet, in dem ein durch ein Einlaßventil 5 in herkömmlicher Weise gesteuerter Einlaßkanal 4 eingearbeitet ist. Die Einlaßkanäle aller Zylinder der Brennkraftmaschine sind zu einem Ansaugrohr 6 zusammengefaßt, in dem eine herkömmliche Drosselklappe 7 schwenkbar gelagert ist. ·In the drawing, 1 is the cylinder of the internal combustion engine, and 2 a reciprocating piston oscillating therein and indicated by 3 the cylinder head, in which one through an inlet valve 5 in a conventional manner controlled inlet channel 4 is incorporated. Everyone's inlet ducts Cylinders of the internal combustion engine are combined to form an intake pipe 6 in which a conventional throttle valve 7 is pivotably mounted is. ·
Vie aus den Figuren 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist im Bereich des Eingangs des Einlaßkanals 4 eine Klappe 8 angeordnet, die an einer Seitenwand des Einlaßkanals um eine parallel zur Ventilachse verlaufende Achse verstellbar gehalten ist. Die Verstellung dieser Klappe 8 erfolgt zwischen einer ersten in der Figur 2 mit ausgezogenen. Linien angedeuteten Endstellung, in der die Klappe in den Einlaßkanal hineinragend eine exzentrische Anströmung des Einlaßventils 5 bewirkt. In der zweiten, mit unterbrochenen Linien angedeuteten Endstellung gibt die Klappe 8 den gesamten Einlaßkanal frei, so daß die in Richtung des Pfeiles strömende Luft im wesentlichen zentrisch das Einlaßventil 5 beaufschlagt. Während sich in der ersten Endstellung der Klappe also ein starker Einlaßdrall ergibt, wird dieser Drall mit zunehmender Annäherung an die zweite Endstellung wesentlich verringert, so daß Bich hier schließlich eine nahezu drallfreie Einlaßströmung ergibt.Vie from Figures 1 and 2 can be further seen, is in the area of At the entrance of the inlet channel 4, a flap 8 is arranged on a side wall of the inlet channel is held adjustable about an axis running parallel to the valve axis. The adjustment of this flap 8 takes place between a first in FIG. 2 with extended lines. Lines indicated End position in which the flap, protruding into the inlet channel, causes an eccentric flow against the inlet valve 5. In the second, with End position indicated by broken lines, the flap 8 releases the entire inlet channel, so that the flowing in the direction of the arrow Air is applied to the inlet valve 5 essentially centrally. While so if there is a strong inlet swirl in the first end position of the flap, this swirl becomes greater the closer you get to the second end position significantly reduced, so that Bich finally has a nearly Swirl-free inlet flow results.
Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform weist die Klappe eine im wesentlichen vertikal stehende, in der Ansaugleitung 6 gehaltene Schwenkachse 9 auf mit einem Betätigungsarm 10, an dem eine Rückstellfeder angreift. Die Betätigung dieser Klappe 8 kann nun selbsttätig durch den auf der Klappe ausgeübten Staudruck der den Einlaßkanal durchsetzenden Strömung bzw. durch den im Strömungsschatten der Klappe herrschenden Unterdruck, also im wesentlichen selbsttätig erfolgen. Die Betätigung könnte jedooh auch ζwangsgesteuert in Abhängigkeit von den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierenden Größen, wie beispielsweise der Leistung jder der Drehzahl, erfolgen. Auch hierbei würde über einen Betätigungsmechanismus an dem Schwenkhebel 10 ein Angriff entgegen der Rückstellfeder 11 erfolgen, so daß bei niedrigenIn the embodiment shown in the drawing, the flap has a essentially vertical pivot axis 9 held in the suction line 6 with an actuating arm 10 on which a return spring attacks. The actuation of this flap 8 can now be carried out automatically by the dynamic pressure exerted on the flap and penetrating the inlet channel Flow or by the negative pressure prevailing in the flow shadow of the flap, that is to say essentially take place automatically. The operation However, it could also be force-controlled depending on the operating status the internal combustion engine characterizing variables, such as the power or the speed, take place. Here too would be an actuating mechanism on the pivot lever 10 Attack against the return spring 11, so that at low
Luftdurchsätzen die Klappe im wesentlichen in der ersten Endstellung und bei höheren Luftdurchsätzen zunehmend in Richtung auf die zweite Endstellung verstellt wird.Air flows through the flap essentially in the first end position and with higher air flow rates increasingly towards the second End position is adjusted.
Anstelle einer solchen Schwenkklappe könnte jedoch auch eine federnd elastisch um eine parallel zur Ventilachse angeordnete Achse verstellbare Klappe vorgesehen sein. Biese federzungenartige Klappe würde dann selbsttätig durch den Staudruck der Strömung betätigt werden und sich dabei im vorgenannten Sinne verstellen.Instead of such a swivel flap, however, a resilient one could also be used be provided elastically adjustable about an axis arranged parallel to the valve axis. This tongue-like flap would then be actuated automatically by the back pressure of the flow and adjust themselves in the aforementioned sense.
Um die von der Erfindung beabsichtigte Wirkung der Bildung einer drallbehafteten Anströmung am Einlaßkanal 5 zu erreichen, muß die Klappe im wesentlichen bis nahe an das Einlaßventil 5 heranreichen und in ihren vertikalen Abmessungen im wesentlichen demjenigen des Einlaßkanals 4 entsprechen, der zweckmäßigerweise zumindest im Schwenkbereich der Klappe einen rechteckformigen Querschnitt aufweisen sollte.To the effect intended by the invention of the formation of a swirl To achieve flow on the inlet channel 5, the flap must reach essentially up to close to the inlet valve 5 and in their vertical dimensions essentially correspond to that of the inlet channel 4, which is expediently at least in the pivoting range of the Flap should have a rectangular cross-section.
In der Figur 2 der Zeichnung ist übrigens mit 13 noch der durch ein Auslaßventil 12 gesteuerte Auslaßkanal angedeutet.Incidentally, in FIG. 2 of the drawing, 13 is also indicated by a Outlet valve 12 controlled outlet channel indicated.
Claims (6)
17O2pt-we-jäOur reference: K 2970
17O2pt-we-jä
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DE19803039774 DE3039774A1 (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | IC engine inlet duct - contains swivelable vane to control inlet whirl on entry into cylinder e.g. as function of engine parameters |
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DE19803039774 Withdrawn DE3039774A1 (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | IC engine inlet duct - contains swivelable vane to control inlet whirl on entry into cylinder e.g. as function of engine parameters |
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- 1980-10-22 DE DE19803039774 patent/DE3039774A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOLKSWAGEN AG, 3180 WOLFSBURG, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |