DE3041660C2

DE3041660C2 - Hubkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3041660C2
Application number: DE19803041660
Authority: DE
Inventors: Claus 7000 Stuttgart Mumm; Adolf Trinkner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE3041660A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen Brennkraftmaschine, wie sie aus der DE-OS 27 39 132 bekannt ist, ist die Spülung und Füllung des Zylinder- und Brennraumes mit Frischgasen mangelhaft, weil die durch den Einlaßkanal einströmenden Frischgase weite Teile des Brennraumes, insbesondere den Bereich unterhalb des Auslaßventiles, nicht unmittelbar erreichen und weil aus anderen Teilen des Brennraumes, insbesondere dem Bereich unterhalb des Einlaßventiles, die Abgase nicht auf kürzestem Weg in den Auslaßkanal strömen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spülung und Füllung des Zylinder- und Brennraumes dadurch zu verbessern, daß die bisher nur mangelhaft von Frischgasen erreichten Bereiche, insbesondere unmittelbar unterhalb des Auslaßventiles, auf unmittelbarem Weg von den Frischgasen durchströmt werden und daß die Bereiche, aus denen die Abgase auf unmittelbarem Weg in den Auslaßkanal ausgeschoben werden, vergrößert werden.

Die Aufgabe ist enindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Brenn kraftmaschine können die während des Ansaugtaktes einströmenden Frischgase, deren Strömungsricbtung im Brennraum hauptsächlich vom Verlauf der Einlaßkanalwand unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes abhängt, auf unmittelbarem Weg den Bereich des Brennraumes unterhalb des Auslaßventils und auch die übrigen an die Zylinderkopfwand angrenzenden Bereiche erreichen, so daß noch vorhandene Abgase weggespült und durch Frischgase ersetzt werden. Weiterhin wird der Bereich unterhalb des Einlaßventils, aus dem die Abgase auf unmittelbarem Weg in den Auslaßkanal ausgeschoben werden, erheblich vergrößert und die anschließend einströmenden Frischgase treffen auf eine geringere Abgaskonzentration. Die so verbesserte Spülung und Füllung des Zylinder- und Brennraumes hat einen günstigen Einfiuß auf den Wirkungsgrad und die Abgasqualität der Brennkraftmaschine.

Die im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale stellen eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dar, die bei jedem gegebenen Winkel, den das Einlaß- und das Auslaßventil miteinander einschießen, die angeführten günstigen Strömungsverhältnisse im Brennraum gewährleistet.

Die Merkmaie des Patentanspruchs 3 tragen zur Verhinderung von Wirbelbildungen in den ein- und/oder ausströmenden Gasen bei, so daß diese noch mehr zielgerichtet zur Spülung und Füllung des Zylinder- und Brennraumes eingesetzt werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt dargestellt.

Ein Zylinder 1 mit einem Kolben 2 und einen Zylinderkopf 3 umschließen einen Zylinderraum 4 und einen Brennraum 5. Der im wesentlichen halbkugelförmige Brennraum 5 wird neben der Zylinderkopfwand 6 durch die beiden Ventilteller 7 und 8 eines Einlaßventils 9 und eines Auslaßventils 10 gebildet. Das Einlaßventil 9 und das Auslaßventil 10 liegen V-förmig etwa symmetrisch zur Zylinderachse 11 und schließen mit dieser einen Winkel von etwa 30° ein.

In den Brennraum 5 münden ein Einlaßkanal 12 und ein Auslaßkanal 13 ein. Am Ende des Einlaßkanals 12 und des Auslaßkamls 13 sind Ventilsitzringe 14 und 15 im Zylinderkopf 3 angeordnet, an deren Ventilsitze 16 und 17 die Ventilteller 7 und 8 im Schließfall mit ihren Dichtflächen 18 und 19 anliegen. Die Ventilsitze 16 und 17 schließen mit den Ventilachsen 20 und 21 einen Winkel von 45° ein.

Die Einlaßkanalwand verläuft in einem Abschnitt 22 oberhalb des Ventilsitzringes 14 mit konstantem Querschnitt parallel zur Ventilachse 20. An diesen Abschnitt 22 schließt sich im Bereich des Ventilsitzringes 14 eine Erweiterung des Einlaßkanals 12 an, die über einen gewölbten kantenlosen Abschnitt 23 in einen kegelförmigen Abschnitt 24 unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes 16 übergeht, der mit der Ventilachse 20 einen Winkel von etwa 40° einschließt.

Der der Zylinderwand 25 nächstgelegene Wandteil im Abschnitt 24 schneidet in seiner Verlängerung die benachbarte Zylinderwand 25 kurz unterhalb des Ventilsitzes 16. Damit ist sichergestellt, daß die einströmenden Frischgase sich schnell an die Zylinderwand 25 anlegen und daß ein nur sehr kleiner Raum an der Zylinderkopfwand 6 und der Zylinderwand 25 nicht unmittelbar von den Frischgasen bespült wird. Der dem Auslaßkanal

s; 13 nächstgelegene Wandteil im Abschnitt 24 liegt in der ^ Ebene des Ventiltellers 8 des Auslaßventils 21, so daß die in diesem Bereich einströmenden Frischgase die Abgase unmittelbar unterhalb des Ventiltellers 8 wegspüien können.

Der Auslaßkanal 13 hat ähnlich wie der Einlaßkanal 12 einen Wandvc-riauf mit einem parallel zur Veritilachse 21 liegenden Abschnitt 26, einem gewölbten kantenlosen Abschnitt 27 und einem kegelförmigen Abschnitt 28 unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes 17 mit einem Winkel von etwa 40° gegen die Ventilachse 21. Der der Zylinderwand 25 nächstgelegene Wandteil des Abschnitts 28 schneidet in seiner Verlängerung die Zylinderwand 25 kurz unterhalb des Ventilsitzes 17, so daß die der Zylinderwand 25 angelagerten Abgase ohne Umlenkung in den Auslaßkanal 13 ausgeschoben werden können. Der dem Einlaßkanal 12 nächstgelegene Wandteil des Abschnitts 28 verläuft parallel zum Ventilteller 7 des Einlaßventils 9 mit geringem Abstand zu ihm, so daß der Raum unterhalb des Ventilteller 7 klein gehalten wird, aus dem die Abgase nicht direkt, sondern nur mit einer geringen Umlenkung ausgeschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40

45

60

Claims

Patentansprüche:

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zylinder und einem Zylinderkopf, in dem ein im wesentlichen dach- oder halbkugelförmiger Brennraum und ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal angeordnet sind, die gegen den Brennraum durch an Ventilsitzen im Zylinderkopf anliegende Ventilteller von V-förmig angeordneten Ventilen verschließbar sind, wobei sich der Querschnitt des Einlaßkanales vor dem Ventilsitz in Strömungsrichtung vergrößert und — im Querschnitt gesehen — der der Zylinderwand nächstgelegene Wandtei! des Einlaßkanales unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes in seiner Verlängerung die Zylinderwand kurz unterhalb des Ventilsitzes schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß — im Querschnitt gesehen — der dem Auslaßkanal (13) nächstgelegene Wandteil des Einlaßkanals (12) unmittelbar vor dem Ventilsitz (16) in Strömungsrichtung tangential in die durch den Ventilteller (8) des geschlossenen Auslaßventiles (10) gebildete Ebene übergeht und daß — im Querschnitt gesehen — der dem Einlaßkana! (12) nächstgelegene Wandteil des Auslaßicanales (13) unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes (17) mit geringem Abstand parallel zum Ventilteller (7) des geschlossenen Einlaßventiles (9) liegt

2. Brennki dftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Einlaßkanals (12) und/oder des Aus!aßk»na!s (13) unmittelbar oberhalb des Ventilsitzes (16 bfcvv. 17- mit der Ventilachse (20 bzw. 21) einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 40° einschließt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch einen gewölbten kantenlosen querschnittserweiternden Übergang (Abschnitt 23 bzw. 27) der Wand des Einlaßkanales (12) und/oder des Auslaßkanales (13) zwischen einem oberhalb des Ventilsitzes (16 bzw. 17) liegenden Abschnitt (22 bzw. 26) mit konstanter Querschnittsfläche und dem Ventilsitz (16 bzw. 17).