DE3400926C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Brenn­ kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige mehrzylindrige Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 28 38 681 bekannt. Derartige, mit mehreren Einlaßventilen versehene Brennkraftmaschinen sind durch Literleistungen gekennzeichnet, die höher als diejenigen sind, die sich bei gleichen Bedingungen bei mit einzelnen Einlaßventilen ausgestatteten Motoren erzielen lassen, weil sie den Betrieb mit größeren wirksamen Einlaßquer­ schnitten gestatten und sich die Zylinder, besonders in den höheren Drehzahlbereichen, daher mit entsprechend höherem Füllungsgrad, mehr füllen. Insbesondere kann man im Fall von zwei Einlaßventilen je Zylinder die Profile der beiden Steuernocken derselben so wählen, daß das eine eine wirksame Zylinderfüllung bei den niedrigeren Drehzahlen ermöglicht, während das andere in der Lage ist, den Füllungsgrad bei den höheren Drehzahlen zu optimieren.

Ein Nocken, der zum Beispiel eine längere Öffnungszeit als der andere mit größeren Vor- und Nachverstellwinkeln beim Öffnen und beim Schließen hat, verbessert den Füllungsgrad in den höheren Drehzahlbereichen, weil dadurch während der Überschneidung mit dem Auslaßventil die Zylinderspülung ge­ fördert wird und die in der in den Zylinder eintretenden Luft- bzw. Gemischsäule vorhandenen Trägheit- und Resonanz­ erscheinungen ausgenützt werden.

Ein Nocken dagegen, der eine kürzere Öffnungszeit hat, ist in den niedrigeren Drehzahlbereichen wirksam, weil dadurch der Rückfluß der Verbrennungsgase beim Einlaß während der Überschneidung mit dem Auslaßventil sowie eine Zurückwei­ sung vom frischem Gemisch seitens des Zylinders beim Einlaß im Verdichtungshub verhindert werden.

Jedoch können auch diese Motoren eine gewisse Verschlechte­ rung des Füllungsgrades zeigen, wenn sie bei niedriger Dreh­ zahl mit starken Öffnungen der Drossel bzw. Drosseln der Luft oder des angesaugten Gemisches laufen.

Unter diesen Bedingungen kann nämlich durch das Einlaßven­ til, das eine längere beim Öffnen vorverstellte und beim Schließen nachverstellte Öffnungszeit hat, ein Teil der Frischladung wegen des verzögerten Schließens des Ventils in die Einlaßleitung zurückfließen, weil der den Verdich­ tungshub beginnende Kolben in Ermangelung der Trägheitswir­ kung einen gewissen Druck auf die Frischladung ausübt.

Aus der DE-PS 5 71 021 ist es im Zusammenhang mit einer Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt, die oberen Einlaß- und Auspuffschlitze mit derart ausgebildeten Abschluß­ organen zu steuern, daß nicht nur die Periode der Luft­ zufuhr und des Auspuffes während des Betriebes gegen­ einander verschoben, sondern auch noch die Teilperioden für sich verlängert oder verkürzt werden können. Durch die oberen und unteren Schlitze werden in den Zylinder eingeführte Luft durch getrennte Leitungen zugeleitet. Um das Eindringen von Auspuffgasen in die Luftzuleitung zu verhindern, kann in der Luftzuleitung ein Sicherheits­ ventil vorgesehen sein, durch das die Luftzuleitung bis zur Öffnung der unteren Auspuffschlitze geschlossen gehalten bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei der möglichst geringe Füllungsverluste in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung kennzeichnet sich aus durch die Anordnung von Rückschlagventilen im zu einem Nebenventil führenden Nebenkanal der Haupteinlaß­ leitung. Dabei ist das Rückschlagventil bevorzugt in der Einlaßleitung vorgesehen, die zum Einlaßventil mit der längeren Öffnungszeit führt. Die Rückschlagventile gestatten den Luft- bzw. Gemischzufluß zum Zylinder, verhindern jedoch den umgekehrten Fluß von der Einlaß­ leitung nach außen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung gelangt die Luft oder das frische Gemisch, das durch das Einlaßventil in den Zylinder eingeführt wird, in die Einlaßleitung durch die Rückschlagventile, die sich während des Einlaßhubes des Zylinders öffnen, wenn sie unter einem gewissen Druck­ unterschied stehen. Das frische Gemisch, das in den niedrigeren Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine wegen des verzögerten Schließens des Einlaßventils aus dem Zylinder in die Einlaßleitung zurückfließt, wird dagegen in dieser Leitung durch die Rückschlagventile zurückgehalten, die wegen des fehlenden Druckunter­ schiedes geschlossen bleiben. So wird in der Einlaß­ leitung zwischen den Rückschlagventilen und dem Ein­ laßventil ein Rückstau von Gemisch bewirkt, das einen gewissen Überdruck hat. Das Gemisch kann daher am Anfang des anschließenden Einlaßhubes in den Zylinder zurück­ fließen, um dadurch die Ladungsdichte im Zylinder zu erhöhen. Außerdem wird das Austreten des Verbrennungs­ gases während der Überschneidung mit dem Auslaßventil gefördert. Daraus ergibt sich eine deutlich verbesserte Füllung im niedrigeren Drehzahlbereich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Es zeigt

Fig. 1 den Kopf eines mit einer erfindungsgemäßen Einlaß­ anlage ausgestatteten Motors im Teilschnitt und

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Bezugsebene II-II von Fig. 1.

In Fig. 1 sind mit 10, 11, 12 drei der Leitungen des Ansaug­ krümmers 13 eines Vierzylinder-Reihenmotors und mit 14 ins­ gesamt der Zylinderkopf bezeichnet. Durch die Leitungen 10, 11, 12 fließt das Luft- und Benzingemisch oder eventuell nur die Luft, das oder die dem Motor zugeführt werden soll. In der Figur ist bzw. sind die Drossel bzw. Drosseln nicht dargestellt, die in der Regel vor oder in den Leitungen 10, 11, 12 zum Regeln der Kraftstoffzufuhr angeordnet sind.

In der Figur ist insgesamt mit 15 ein Anschlußblock bezeich­ net, der mit den zu den Leitungen 10, 11, 12 koaxialen Lei­ tungen 16, 17, 18 ausgestattet ist und Aufnahmen für Körper 19, 20, 21 aufweist, in denen weitere, von ersten Leitungen 22, 23, 24 und abzweigende Leitungen 25, 26 ausgebildet sind. Mit 27, 28 sind Haltestifte der Körper 19, 20 im Block 15 und mit 31, 32, 33 die dazwischen angeordneten Dichtungsrin­ ge bezeichnet.

Die ersten Leitungen 22, 23, 24 schließen sich an die im Zylinderkopf aus­ gebildeten Leitungen 34, 35, 36 an, die mit den Einlaßven­ tilen 37, 38, 39 versehen sind. Die Abzweigleitungen 25 und 26 münden durch Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 in Nebenkanäle 42 und 43 ein, die in im Zylinderkopf ausgebildete und mit Nebenventilen 46 und 47 versehenen Nebenkanäle 44 und 45 übergehen.

Die Rückschlagventile 40 und 41 bestehen aus den vorgespann­ ten Federlamellen, die an Wänden 48 und 49 der Körper 20 und 21 mit eingenieteten Bolzen 50, 51, 52, 53 und dazwischen angeordneten Bogenkeilen 54 und 55 befestigt sind, die für die Lamellen als Anschlag dienen.

In Fig. 1 ist der Umfang der im Zylinderkopf 14 ausgebildeten Ver­ brennungskammern 56, 57, 58 gestrichelt dargestellt. Mit 59, 60, 61 sind Auslaßventile der Zylinder und mit 62, 63, 64, 65 Zündkerzen, jeweils zwei für jeden Zylinder, be­ zeichnet. Dann sind mit 66, 67, 68 im Zylinderkopf aus­ gebildete Auslaßleitungen bezeichnet, die in Leitun­ gen 69, 70, 71 des Auspuffkrümmers münden. Schließlich sind in Fig. 1 mit 73 und 74 Hohlräume für das Kühl­ wasser des Zylinderkopfes bezeichnet.

Insbesondere wird jeder Zylinder durch zwei Einlaßventile unterschiedlicher Abmessungen, und zwar ein kleineres, wie 46 und 47, und ein größeres Einlaßventil, wie 37 und 38, gespeist, um die Geschwindigkeit des durch ein Ventil, und zwar durch das kleinere Ventil, fließenden Stromes zu er­ höhen und eine Turbulenz zu bewirken, die das in den Zylin­ der eintretende Luft- und Bezingemisch inniger vermischt und die Verbrennung verbessert.

Außerdem sind zur Steuerung der größeren Ventile 37, 38, 39 Nocken vorgesehen, die engere Öffnungswinkel als die Noc­ ken aufweisen, die die kleineren Ventile 46 und 47 betätigen. Letztere arbeiten daher mit größeren Vor- und Nachverstell­ winkeln beim Öffnen und beim Schließen, um die Füllung im höheren Drehzahlbereich zu verbessern, während die ersten mit engeren Vor- und Nachverstellwinkeln beim Öffnen und beim Schließen arbeiten, um im niedrigeren Drehzahlbereich Füllungsverluste zu verhindern.

Die Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 gestatten während der Einlaßhübe den Eintritt von Luft oder Gemisch in die Leitungen 44 und 45, wenn im Bereich der Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 ein Druckunterschied erzeugt wird, der ihre Vor­ spannung überwinden und sie bis zum Anschlag gegen Bo­ genkeile 54 und 55 anheben kann.

Sinkt dagegen dieser Druckunterschied unterhalb des zum Überwinden der Vorspannung erforderlichen Wertes, so schließen die Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 die Leitungen 44 und 45 und das Ge­ misch, das wegen der großen Schließverzögerungswinkel der Ventile 46 und 47 bei im niedrigeren Drehzahlbereich mit starken Öffnungen der Drossel oder Drosseln laufendem Motor aus den Zylindern in die Einlaßleitungen 44 und 45 zurück­ strömen kann, wird in diesen Leitungen 44 und 45 zurückgehal­ ten und daran gehindert, nach den Einlaßleitungen 10, 11, 12 zurückzufließen. Dadurch wird in den Leitungen 44 und 45 ein Rückstau an Gemisch bewirkt, das einen gewissen Überdruck aufweist und daher in der Lage ist, am Anfang des anschließen­ den Einlaßhubes in den entsprechenden Zylinder zurückzu­ fließen, wodurch die Frischladungsdichte erhöht und der Austritt der Verbrennungsgase mit Spülwirkung während der Überschneidung mit den Auslaßventilen 59, 60, 61 gefördert wird. Damit läßt sich eine beträchtliche Verbesserung der Motorfüllung in den niedrigeren Drehzahlbereichen erzielen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Lamellen-Rückschlagventile 40 und 41 vor den im Zylinderkopf 14 ausgebildeten Einlaßleitun­ gen angeordnet und ihr Abstand von den Einlaßventilen ist daher ausreichend, um sie vor den Wärmebeanspruchungen zu schützen, die wegen eines eventuellen Rückflusses der Ver­ brennungsgase in die Einlaßleitungen entstehen können.

Claims (4)

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit mindestens zwei mit verschiedenen Steuerzeiten betätigbaren Einlaß­ ventilen je Zylinder und mit einer zum Haupteinlaß­ ventil führenden Einlaßleitung, von der ein zum Neben­ ventil führender Nebenkanal abzweigt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Übergangsbereich zwischen der Einlaßleitung (10; 11; 12) und dem Neben­ kanal (44; 45) ein Rückschlagventil (40; 41) vorgesehen ist, das zum Nebenventil (46; 47) hin durchlässig ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rückschlagventile (40; 41) in denjenigen Einlaßleitungen (44; 45) eines jeden Zylinders angeordnet sind, die mit dem Einlaß­ ventil (46; 47) mit der längeren Öffnungszeit ausge­ stattet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der das Nebenventil kleiner als das Haupteinlaßventil ausge­ bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (40; 41) in derjenigen Einlaßleitung (44; 45) eines jeden Zylinders ange­ ordnet sind, die mit dem Einlaßventil (46; 47) mit dem kleineren Durchlaßquerschnitt ausgestattet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie aus im Zylinder­ kopf (14) ausgebildeten Einlaßleitungen (34, 35, 36; 44, 45) und aus in einem Anschlußblock (15) ausge­ bildeten und mit den ersten verbundenen Einlaßlei­ tungen (22, 23, 24; 42, 43) besteht, wobei die Rück­ schlagventile (40; 41) im Anschlußblock (15) im Be­ reich der einen der Einlaßleitungen eines jeden Zy­ linders gelagert sind.