DE3628366C2 - Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper - Google Patents
Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden AnsaugkörperInfo
- Publication number
- DE3628366C2 DE3628366C2 DE3628366A DE3628366A DE3628366C2 DE 3628366 C2 DE3628366 C2 DE 3628366C2 DE 3628366 A DE3628366 A DE 3628366A DE 3628366 A DE3628366 A DE 3628366A DE 3628366 C2 DE3628366 C2 DE 3628366C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- intake duct
- cylinder head
- throttle valve
- combustion chamber
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 86
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 81
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 72
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 16
- 206010006895 Cachexia Diseases 0.000 description 7
- 208000026500 emaciation Diseases 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4228—Helically-shaped channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennkraftmaschinen-Zylin
derkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung er
zeugenden Ansaugkörper mit zwei Ansaugkanälen. Diese Zylinder
köpfe haben insbesondere zwei Einlaßventile und eine Drossel
klappe, um den beiden Einlaßventilen Luft-/Kraftstoffgemisch in
ausgewählter Weise und verschiedenen Mengen zuzuführen.
Es sind verschiedene Bauarten von Ansaugkanalkonstruk
tionen für Brennkraftmaschinen-Zylinderköpfe und insbe
sondere für Zylinderköpfe mit Doppelansaugkanälen
bekannt, wobei diese Konstruktionen in typischer Weise
für eine veränderliche Wirbelbildung oder -bewegung aus
gestaltet sind und einen allgemein geraden sowie einen allge
mein gekrümmten Ansaugkanal in zueinander paralleler
Anordnung umfassen, so daß beide Ansaugkanäle von einem
Saugrohr der Maschine ein Luft-Kraftstoffgemisch erhalten.
Dabei dient eine Drosselklappe dazu, in ausgewählter
Weise wenigstens teilweise die Strömung des Luft-Kraft
stoffgemischs durch den allgemein geraden Ansaugkanal
zu unterbinden, um in ausgewählter Weise eine besondere
Wirbelbewegung für das in den Brennraum eines Maschinen
zylinders eingesaugte Gemisch hervorzurufen, so daß die
Verbrennbarkeit, die Flammenfront-Ausbreitungsgeschwin
digkeit und die Zündleistung verbessert werden sowie damit
einem Klopfen der Maschine entgegengewirkt wird, um da
durch die Maschine mit einem magereren Luft-Kraftstoff
gemisch, als es sonst durchführbar wäre, betreiben zu
können. Eine solche Konstruktion weist, wie es typisch
ist, eine Trennwand auf, die den allgemein geraden sowie
den allgemein gekrümmten Ansaugkanal voneinander trennt.
Die JP-OS 58-48 715 (1983) offenbart eine
Doppelansaugkanalkonstruktion für einen Brennkraft
maschinen-Zylinderkopf, wobei sich ein Umgehungskanal
durch die Trennwand zieht, der eine stromab von der in
dem allgemein geraden Ansaugkanal angeordneten Drossel
klappe befindliche Stelle mit der Verwirbelungsstirnwand
in dem gekrümmten Ansaugkanal verbindet.
Wenn bei einer derartigen Ansaugkanalkonstruktion für
einen Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf die Drosselklappe
durch ihre Steuereinrichtung in die Schließstellung be
wegt wird, dann wird im wesentlichen das gesamte, vom
Brennraum her angesaugte Luft-Kraftstoffgemisch durch
den gekrümmten Ansaugkanal geführt, so daß
ihm eine starke Wirbelbewegung vermittelt wird. Diese
Betriebsweise ist dann geeignet und angemessen, wenn die
Maschine mit niedriger Last betrieben wird, beispielswei
se also im Leerlaufbetrieb. In diesem Zustand kann auf
Grund der Wirbelbewegung die Grenze, bis zu der das der
Maschine zugeführte Luft-Kraftstoffgemisch abgemagert
werden kann, ohne schädliche Auswirkungen hervorzurufen,
erweitert oder hinausgeschoben werden. In dieser Zeit
ist jedoch der von dem gekrümmten Ansaugkanal allein
gegenüber der Strömung des Luft-Kraftstoffgemischs aufge
brachte Widerstand hoch. Wird dagegen die Drosselklappe
in ihre Offenstellung verstellt, so wird der größte Teil
des von der Maschine angesaugten Gemischs durch den allge
mein geraden Ansaugkanal geführt, wobei nur ein gerin
ger Teil durch den gekrümmten Ansaugkanal gesaugt wird,
so daß dem angesaugten Luft-Kraftstoffgemisch insgesamt
eine relativ schwache Wirbelbewegung erteilt wird, was
einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad und damit eine
gute Ausgangsleistung der Maschine zur Folge hat. Diese
Betriebsweise ist dann geeignet und angemessen, wenn die
Maschine mit hoher Last betrieben wird, beispielsweise
mit Vollgas arbeitet. Hierbei ist der der Strömung des
Luft-Kraftstoffgemischs durch die beiden Ansaugkanäle
zusammen entgegengesetzte Widerstand relativ niedrig.
Bei einer derartigen Ansaugkanalkonstruktion tritt
nun aber ein Problem insofern auf, als bei geschlossener
Drosselklappe, womit im wesentlichen das insgesamt von
der Maschine angesaugte Luft-Kraftstoffgemisch durch den
gekrümmten Ansaugkanal geführt und diesem damit eine
starke Wirbelbewegung vermittelt wird, obwohl hierbei
die scheinbare Flammenausbreitungsgeschwindigkeit verbes
sert und die Abmagerungsgrenze hinausgeschoben wird, wegen
der Verwirbelung des Gemischs im Brennraum der im Gemisch
enthaltene Kraftstoff jedoch in der Hauptsache durch die
Zentrifugalkraft zur Umfangswand des Brennraumes hin ge
schleudert wird, so daß in der radialen Richtung des
Brennraumes ein Gefälle im Luft/Kraftstoffverhältnis her
vorgerufen wird, wobei das Luft-Kraftstoffgemisch im
Zentrumsbereich des Brennraumes magerer wird, als es in
dessen Randbereich ist. Wenn nun das Luft/Kraftstoff
verhältnis des insgesamt dem Brennraum zugeführten Gemischs
nahe der Grenze in der Abmagerungsrichtung liegt, so kann
folglich das Luft/Kraftstoffverhältnis im Zentrum des
Brennraumes für eine gute Zündung zu niedrig werden.
Da es aber bei einer Brennkraftmaschine mit drei oder
vier Ventilen pro Zylinder zweckmäßig und üblich ist,
die Zündkerze im oder ganz nahe dem Zentrum des Brennrau
mes anzuordnen, bedeutet die Abmagerung des Gemischs
nahe und rund um die Zündspitze der Zündkerze, daß das
Luft/Kraftstoffverhältnis für eine gute Zündung zu nie
drig wird. Aus diesem Grund ist die herkömmliche Technik
praktisch für eine Verschiebung des Luft-Kraftstoffgemischs
zur Abmagerungsgrenze hin nicht brauchbar, selbst wenn
durch eine Doppelansaugkanalkonstruktion der oben
beschriebenen Art eine gute Verwirbelung im Brennraum
erreicht wird.
In Ergänzung hierzu ist es bei einer Doppelansaugkanal
konstruktion für einen Brennkraftmaschinen-
Zylinderkopf von Bedeutung, und zwar vor allem während
Übergangsbetriebszuständen, daß die Ansprechempfindlich
keit auf eine Kraftstoffzufuhr, d. h. die Elastizität der
Maschine, so gut wie irgend möglich sein soll.
Aus der nachveröffentlichten DE 36 24 899 A1 bzw. JP-OS 62-23 528
oder JP-OS 62-23529 ist ein Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit
einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden
Ansaugkörper bekannt, der zwei Ansaugkanäle aufweist, wobei einer
der Ansaugkanäle gerade ausgebildet ist und der andere gekrümmt
ausgebildet ist, um das eintretende Luft-/Kraftstoffgemisch zu
verwirbeln. Der gerade Ansaugkanal ist mit einer Drosselklappe
und einer Umgehungseinrichtung zur teilweisen Umgehung der
Drosselklappe ausgestattet.
Diese
Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, daß ein Hilfs-
oder Nebenkanalsystem, z. B. ein im wesentlichen gerader
Hilfskanal, für den geraden Ansaugkanal vorge
sehen ist, welcher auch im geschlossenen Zustand der Dros
selklappe eine Verbindung des geraden Ansaug
kanals an seiner dem gekrümmten Ansaugkanal zu
gewandten Seite in einem gewissen Ausmaß aufrechterhält.
Wenn bei dieser Doppelansaugkanalkonstruktion mit
veränderlicher Verwirbelung die in dem allgemein geraden
Ansaugkanal angeordnete Drosselklappe geschlossen ist,
dann fließt ein relativ geringer, jedoch noch immer wirk
samer und leistungsfähiger Strom des in den
geraden Ansaugkanal eintretenden Luft-Kraftstoffgemisches
durch den Hilfskanal, spritzt in den Brennraum, durch
kreuzt die im Brennraum durch den gekrümmten Ansaugkanal
sowie die zweite Eintrittsöffnung erzeugte Wirbelströmung
des Gemischs und trifft im großen und ganzen auf die
Zündspitze der Zündkerze, wobei dieser im wesentlichen
gerade Strom einen Teil der Wirbelströmung mit sich
zieht, womit gewährleistet ist, daß das Luft/Kraftstoff
verhältnis des Gemischs in der Nachbarschaft der Zündker
ze durch Zentrifugalwirkungen od. dgl. nicht abgemagert
wird. Selbst wenn das mittlere Luft/Kraftstoffverhältnis
für die Maschine auf relativ sehr mager eingestellt wird,
so besteht keine Gefahr für Fehlzündungen, da das Luft/
Kraftstoffverhältnis rund um die Zündspitze der Kerze
als angemessen und ausreichend sichergestellt wird. Damit
wird die Grenze für eine Abmagerung des Luft/Kraftstoff
verhältnisses erheblich hinausgeschoben oder erweitert.
Darüber hinaus wird durch die oben erwähnte Kollision
der relativ geringen, dennoch aber wirksamen geraden
Strömung aus dem geraden Ansaugkanal mit der Wirbel
strömung aus dem gekrümmten Ansaugkanal sowie der damit
verbundenen Eintrittsöffnung eine erhebliche Mikroturbulenz
im Gemisch im Brennraum erzeugt, so daß folglich eine
gute Verbrennung noch mehr gefördert und die Abmagerungs
grenze für das Luft/Kraftstoffverhältnis weiter hinaus
geschoben wird.
Befindet sich dagegen die in dem geraden Ansaugkanal
angeordnete Drosselklappe in ihrer Offenstellung, dann
spritzt der durch den Hilfskanal fließende Gemischstrom
zusätzlich zu den Mengen an Luft-Kraftstoffgemisch, die
dem Brennraum aus dem geraden sowie aus dem
gekrümmten Ansaugkanal zugeführt werden, in den Brenn
raum, so daß der volumetrische Füllungsgrad und damit die
Ausgangsleistung der Maschine erhöht werden. Da diese
Gemischströme im Brennraum ebenfalls zusammenprallen,
wird wiederum eine gute Mikroturbulenz hervorgerufen und
eine Verbrennung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Somit entstehen, selbst wenn die Zündkerze im Zentrumsbe
reich des Brennraumes angeordnet ist, wie es für solche
Maschinenbauarten mit drei oder vier Ventilen pro Zylin
der typisch ist, keine Probleme in bezug auf die Zündung
des Gemischs, und es wird eine kompakte Verbrennung er
möglicht, durch die der mechanische Oktanwert der Maschine
erhöht wie auch die Abmagerungsgrenze für das Luft/Kraft
stoffverhältnis hinausgeschoben wird. Gemäß einem besonde
ren Merkmal der oben geschilderten Bauart kann der Hilfs
kanal durch die Zulauf- oder Ventilöffnung des
geraden Ansaugkanals, wenn diese Ventilöffnung offen
ist, in den Brennraum so gerichtet sein, daß eine im
Brennraum durch den gekrümmten Ansaugkanal sowie deren
Ventilöffnung hervorgerufene starke Turbulenz in gewis
sem Maß getilgt wird. Ferner kann der Hilfskanal tatsäch
lich bei offener Ventilöffnung des geraden Ansaugkanals
in einer solchen Richtung etwas zu derjenigen Seite der
Zündspitze der Zündkerze hin gerichtet sein, daß eine
durch den gekrümmten Ansaugkanal sowie seiner Ventilöff
nung im Brennraum hervorgerufene starke Turbulenz getilgt
wird. Zufolge dieser Ausbildung werden die nachteiligen
sowie schädlichen Zentrifugalwirkungen im Brennraum wei
ter herabgesetzt, womit eine gute Mikroturbulenz im Brenn
raum noch mehr begünstigt wird.
Die oben beschriebene Ansaugkanalkonstruktion der
Doppelbauweise mit veränderlicher Verwirbelung für eine
Brennkraftmaschine läßt jedoch noch einige Probleme
im Betrieb der Brennkraftmaschine ungelöst, die mit dem
Grad der Ansprechbarkeit (Elastizität), der zur Zeit
eines Beschleunigungsvorgangs zu erhalten ist, verknüpft
sind, und zwar insbesondere zur Zeit einer Beschleuni
gung aus einem Zustand niedriger Last, wie z. B. dem Leer
lauf-Betriebszustand, heraus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche
Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper zu schaffen, mit
dem ein gutes Ansprechvermögen bei plötzlichem Lastwechsel
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1
aufgeführten Merkmalen gelöst.
Damit unterscheidet sich der Gegenstand des Patentanspruchs 1 vom
Gegenstand der DE 36 24 899 A1 dadurch, daß eine das
Luft/Kraftstoffgemisch zwangsweise auf die Umgehungseinrichtung
leitende Ablenkvorrichtung vorhanden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes gemäß
Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen
definiert.
Es wurde ein Brennkraft
maschinen-Zylinderkopf geschaffen,
- - der gute Kennwerte und Eigenschaften in bezug auf eine Ansprechempfindlichkeit bei Übergangsbetriebszuständen, insbesondere ein gutes Ansprechvermögen bei einer Be schleunigung aus einem Betriebszustand mit niedriger Last heraus, wie z. B. aus einem Leerlauf-Betriebszu stand, aufweist,
- - der es erlaubt, die Ausgangsleistung der Maschine zu erhöhen,
- - der eine Anhebung im mechanischen Oktanwert der Maschi ne möglich macht,
- - der gute Zündkennwerte für die Maschine erreichen läßt,
- - der einen Betrieb der Maschine mit einem sehr mageren Gemisch zuläßt,
- - der eine Verminderung in der Flammenausbreitungsstrecke in den Brennräumen der Maschine ermöglicht,
- - der gute Kennwerte in bezug auf den Füllungs- sowie volumetrischen Wirkungsgrad der Maschine aufweist,
- - der eine gute Mikroturbulenz in den Brennräumen der Maschine erreichen läßt,
- - der eine Zufuhr eines Luft-Kraftstoffgemischs mit rela tiv gleichförmigem Luft/Kraftstoffverhältnis zu den Brennräumen der Maschinenzylinder sichert,
- - der eine gute Verbrennbarkeit des den Brennräumen der Maschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemischs ermög licht und
- - der eine geschichtete Verbrennung in den Brennräumen der Maschinenzylinder bietet.
Erfindungsgemäß wird der sich unvermeidbar
an den Wandflächen der Ansaugkanalkonstruktion an
sammelnde flüssige Kraftstoff durch die Ablenk
vorrichtung zwangsweise zu der die Drosselklappe umgehen
den Umgehungseinrichtung hin geführt wie auch die insgesamt
durch die Ansaugkanalkonstruktion fließende Kraft
stoffmenge erhöht wird, so daß als Ergebnis dessen das
Ansprechvermögen der Maschine während eines Beschleuni
gungsvorgangs verbessert und gesteigert wird. Ferner
wird im Bereich der Zündspitze der Zündkerze, d. h. im
Zentrumsbereich des Brennraumes, ein in geeigneter
Weise gesättigtes und stabiles Luft-Kraftstoffgemisch
mit hervorragenden Zündungseigenschaften gebildet,
was in die Richtung einer geschichteten Verbrennung
führt, die es erlaubt, die Grenze für die Abmagerung
des Luft-Kraftstoffgemischs weiter hinauszuschieben,
ohne die Gefahr einzugehen, daß irgendein Problem in
bezug auf die Zündfähigkeit im Zentrumsbereich des
Brennraumes, in dem die Zündspitze der Kerze in typi
scher Weise angeordnet ist, hervorgerufen wird. Die
Flammenausbreitungsstrecke oder -distanz im Brennraum
wird im Vergleich zu einer Anordnung der Zündkerze nahe
der Seitenwand des Brennraumes verkürzt, so daß es mög
lich wird, eine sog. kompakte Verbrennung zu erlangen,
wie es auch ermöglicht wird, die Grenze in Richtung
einer Abmagerung des Luft-Kraftstoffgemischs zu erwei
tern und den mechanischen Oktanwert der Maschine zu
verbessern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die
Umgehungseinrichtung einen in der Drosselklappe ausgebil
deten Ausschnitt aufweisen, der vorzugsweise in derje
nigen Kante der Drosselklappe ausgebildet sein soll,
die dem gekrümmten Ansaugkanal zugewandt
ist, und/oder in der Kante ausgestaltet sein soll, die
in der den Strömungswiderstand des geraden
Ansaugkanals maximierenden Stellung der Drosselklappe
die stromabwärtige Kante ist. Alternativ kann die Umge
hungseinrichtung als ein Hilfskanal ausgebildet sein,
der von einer stromauf der Drosselklappe gelegenen
Stelle zu einer Stelle, die dem stromabwärtigen Ende
des geraden Ansaugkanals nahe liegt, führt.
Die eine oder die andere Anordnung kann entsprechend
den jeweiligen Bedingungen und Gegebenheiten im einzel
nen Fall zur Anwendung gelangen.
Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen anhand von zwei bevorzugten Ausführungsfor
men - jedoch ohne Beschränkung hierauf - erläutert,
wobei räumliche Angaben als auf die jeweilige Figur
bezogen zu verstehen sind. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Ma
schinenblocks mit einem eine Doppelansaug
kanalkonstruktion in einer ersten erfindungs
gemäßen Ausführungsform aufweisenden Zylinder
kopf, wobei der Schnitt nach der mehrfach abge
winkelten Linie I-I in der Fig. 2 geführt ist;
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1
bei einer Betrachtung des Zylinderkopfes von
unten;
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der
Fig. 2;
Fig. 4 einen zu Fig. 1 gleichartigen Längsschnitt mit
einem eine Doppelansaugkanalkonstruktion
in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungs
form aufweisenden Zylinderkopf, wobei der Schnitt
nach der mehrfach abgewinkelten Linie IV-IV
in der Fig. 5 geführt ist;
Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4
bei einer Betrachtung des Zylinderkopfes von
unten.
Die Fig. 1 und 2 zeigen den Zylinderblock 1 der Maschi
ne, an dem ein Zylinderkopf 2 mit einer Konstruktion
bezüglich der Ansaugkanäle in der ersten bevorzugten
Ausführungsform befestigt ist. Im Zylinderblock 1 sind
mehrere Zylinderbohrungen 3 ausgebildet, von denen in
Fig. 1 wegen der Schnittführung in einer die mittige
Längsachse dieser Bohrung 3 enthaltenden, zu der die
Längsachsen aller Zylinderbohrungen einschließenden
Ebene rechtwinkligen Ebene nur eine Bohrung 3 zu sehen
ist. In der Zylinderbohrung 3 geht ein Kolben 4 hin
und her, wobei zwischen dem Zylinderkopf 2, dem Kolben
4 und dem oberen Teil der Zylinderbohrung 3 ein Brenn
raum 5 abgegrenzt ist. Der Zylinderkopf 2 ist am Zylin
derblock 1 mit Hilfe von (nicht gezeigten) Zylinderkopf
schrauben befestigt, die in Lageraugen des Zylinderkop
fes 2 zwischen jeweils zwei benachbarten Zylindern
sowie an den Enden der Zylinderreihe ausgebildete Schrau
benlöcher durchsetzen.
Der Zylinderkopf 2 weist für jeden Zylinder zwei
Ansaugkanäle 6 und 7 sowie zwei Auslaßkanäle 8a und
8b auf, die alle über zugeordnete Ventilsitze zum Brenn
raum 5 offen sind, wobei die Zentren dieser Ventilsitze
annähernd die Ecken eines Quadrats bilden, wie die
Fig. 2 erkennen läßt. Die Ansaugkanäle 6, 7 eines
jeden der Zylinder befinden sich auf der einen Längs
seite des Zylinderkopfes 2 bzw. -blocks 1 mit Bezug
zu der alle Zylinderbohrungsachsen enthaltenden, zur
Zeichnungsebene von Fig. 1 rechtwinkligen Ebene, während
die Auslaßkanäle 8a, 8b eines jeden der Zylinder
auf der den Ansaugkanälen mit Bezug zu dieser Ebene
gegenüberliegenden Längsseite des Zylinderkopfes 2 bzw.
-blocks 1 angeordnet sind.
Einlaß-Tellerventile 9 und 10, die in Führungshülsen
im Zylinderkopf 2 geführt sind, arbeiten mit den die
Kanten der brennraumseitigen Öffnungen der Ansaugkanäle
6 und 7 bildenden Einlaß-Ventilsitzen zusammen,
um die Ansaugkanäle 6, 7 gegenüber dem Brennraum
5 in gesteuerter Weise zu öffnen oder zu schließen.
Zwei weitere Tellerventile 11a und 11b, die im Zylinder
kopf 2 ebenfalls geführt sind, arbeiten in gleicharti
ger Weise als Auslaß-Tellerventile mit den an den Kan
ten der brennraumseitigen Öffnungen der Ansaugkanäle
8a und 8b befindlichen Ventilsitzen zusammen, um
in gesteuerter Weise die Auslaßkanäle 8a, 8b gegen
über dem Brennraum 5 zu öffnen und zu schließen. Durch
die Betätigung der Einlaßventile 9 und 10 sowie der
Auslaßventile 11a und 11b mittels einer (nicht gezeig
ten) an sich bekannten Ventilsteuerung arbeitet die
Maschine nach einem Otto-Zyklus, um in üblicher Weise
eine Drehkraft zu erzeugen.
Im Zentrum des die Decke eines jeden Brennraumes 5 bilden
den Teils des Zylinderkopfes 2 ist eine Gewindebohrung
12 zur Aufnahme einer Zündkerze 13 vorhanden.
Im Zylinderkopf ist eine zur linken Seite in Fig. 1 und
2 offene Einlaßkammer 19 ausgebildet, von der die bei
den Ansaugkanäle 6 und 7 abzweigen. Der Ansaugkanal
6 ist als ein allgemein geradliniger Kanal ausge
staltet, während der Ansaugkanal 7 eine allgemein
gebogene Ausgestaltung hat. Ein Strom eines Luft-Kraft
stoffgemischs wird in den Brennraum 5 von einem (nicht
gezeigten) Vergaser her, der an einem am Zylinderkopf
2 befestigten Saugrohr 17 mit einem mit der Einlaßkam
mer 19 verbundenen Einlaßdurchtritt 20 angebracht ist, ange
saugt. Dieser Gemischstrom tritt stromauf der Ansaug
kanäle 6, 7 in die Einlaßkammer 19 des Zylinderkop
fes 2 ein und trifft auf eine stromaufwärtige Kante
einer die Ansaugkanäle 6, 7 voneinander trennenden
Wand 30, so daß ein Teilstrom des Gemischstroms in den
allgemein geraden Ansaugkanal 6 und der andere Teil
strom in den allgemein gebogenen Ansaugkanal 7 ein
tritt. Der Ansaugkanal 6 geht durch den vom Einlaß-
Tellerventil 9 geregelten Ventilsitz, der Ansaugkanal
7 geht durch den vom Einlaß-Tellerventil 10 geregelten
Ventilsitz in den Brennraum 5 ein. Bei Betrachtung von
Fig. 2 bildet somit der unten liegende Teil des stromab
gelegenen Bereichs des Gemisch-Ansaugsystems den
gebogenen Ansaugkanal 7, so daß das diesen Kanal
durchströmende Luft-Kraftstoffgemisch bei geöffnetem
Einlaß-Tellerventil 10 auf ein rund um den Schaft die
ses Tellerventils 10 ausgebildetes Wirbelteil 31 trifft,
womit diesem Gemisch-Teilstrom eine erhebliche Wirbel
bewegung vermittelt wird.
Im stromaufwärtigen, einlaßseitigen Ende des
geraden Ansaugkanals 6 ist an einer geringfügig strom
ab deren Abzweigung von der Einlaßkammer 19 gelegenen
Stelle eine die Menge des in den Ansaugkanal 6 eintre
tenden Luft-Kraftstoffgemischs regelnde Drosselklappe
14 angeordnet, die auf einer Welle befestigt ist und
in ausgewählter Weise durch eine an sich bekannte Betä
tigungseinrichtung durch diese Welle in eine bestimmte
Stellung gebracht wird. Sie ist in eine in den Fig.
2 und 3 gezeigte Schließstellung, in der sie das strom
aufwärtige Ende des geraden Ansaugkanals 6
im wesentlichen verschließt, jedoch den ge
bogenen Ansaugkanal 7 in keiner Weise beeinflußt,
und in eine um etwa 90° gegenüber der Schließstellung
verlagerte Offenstellung bringbar, in der sie das stromaufwärti
ge Ende des Ansaugkanals 6 öffnet und diese somit nicht
unterbricht. Beispielsweise kann die Drosselklappe 14
von ihrer Betätigungsvorrichtung so gesteuert werden,
daß sie den geraden Ansaugkanal 6 dann und
nur dann schließt, wenn die Belastung der Maschine
unter einem gewissen bestimmten Wert liegt.
Insbesondere ist gemäß der Erfindung die Drosselklappe
14 mit einem Ausschnitt 15 auf ihrer dem gebogenen
Ansaugkanal 7 zugewandten Seite, d. h. auf der der
Mitte des gesamten Ansaugsystems zugewandten Seite,
versehen, so daß der durch den Ausschnitt 15 stromab
zum Brennraum 5 hin verlaufende Gemischstrom im allge
meinen auf die Zündkerze 13 oder in deren nächste Umge
bung gerichtet ist. Dieser Ausschnitt 15 weist vorzugs
weise eine relativ geringe Abmessung auf, und zwar in
bevorzugter Weise etwa 15% oder weniger der Querschnitts
fläche desjenigen Teils des geraden Ansaug
kanals 6, in den die Drosselklappe 14 eingebaut ist.
Ferner befindet sich in der Schließstellung der Drossel
klappe 14, in der sie den geraden Ansaug
kanal 6 an seinem stromaufwärtigen Ende im wesentlichen
verschließt, der Ausschnitt 15 an der am meisten strom
abwärtigen Seite. Die Kante der Drosselklappe
14, in die der Ausschnitt 15 eingeschnitten ist, ist
die stromabwärtige Kante der Drosselklappe 14, wenn
diese in der Schließstellung ist, während die der ausge
schnittenen Kante gegenüberliegende Kante unter diesen
Umständen die stromaufwärtige Kante darstellt.
Darüber hinaus ist gemäß einem besonderen Merkmal der
Erfindung an der Seite des Saugrohres 17, und zwar gera
de an der Stelle, an der das stromabwärtige Ende des
Saugrohres an der Seite des Zylinderkopfes 2 gegen die
Stirnflächen der die Einlaßkammer 19 umschließenden
Öffnung stößt, ein Vorsprung oder eine Nase 18 ausgebil
det, die im gezeigten Beispiel durch eine allmählich
einwärts geneigte und vorspringende Wand 18a an ihrer
stromaufwärtigen Seite und durch eine scharf nach außen
zurückspringende Wand 18b an ihrer stromabwärtigen
Seite bestimmt ist. Wenn im Betrieb der Maschine ein
Luft-Kraftstoffgemisch durch das Saugrohr 17 in die
Einlaßkammer 19 gesaugt wird, so wird dieses Gemisch
bevorzugt zum mittigen Teil der Einlaßkammer 19 durch
diese Nase 18 hin abgelenkt, d.h. bevorzugt zum inneren
Teil der Drosselklappe 14, der auf der Seite des
gebogenen Ansaugkanals 7 liegt, und damit zu der Seite
der Drosselklappe 14, an der der Ausschnitt 15 vorhan
den ist.
Die beschriebene erste Ausführungsform einer Ansaugkanal
konstruktion gemäß der Erfindung arbeitet in der
im folgenden erläuterten Weise.
Wenn die Drosselklappe 14 im geschlossenen Zustand ist,
was, wie oben gesagt wurde, in typischer Weise bei einer
Maschinenbelastung unterhalb eines bestimmten Werts
der Fall ist, dann wird eine Gemischströmung durch den
geraden Ansaugkanal 6 unterbrochen, so daß
der größte Teil des von der Maschine vom Vergaser her
durch das Saugrohr 17 angesaugten Luft-Kraftstoffge
mischs in das stromaufwärtige Ende des ge
bogenen Ansaugkanals 7 eintritt und durch die vom
Einlaß-Tellerventil 10 geregelte Eintrittsöffnung in den
Brennraum 5 gelangt, wobei dem angesaugten Gemisch
bei seinem Eintritt in den Brennraum 5 durch das um
den Schaft des Ventils 10 herum ausgebildete Wirbelteil
31 eine erhebliche Wirbelbewegung erteilt wird. Diese
Wirbelbewegung verläuft bei Betrachtung von Fig. 2
entgegen dem Uhrzeigersinn um die mittige Achse der
Zylinderbohrung 3, wie der Pfeil A in Fig. 2 zeigt.
Jedoch wird auch eine gewisse, relativ kleine Menge
an Luft-Kraftstoffgemisch aus der Einlaßkammer 19 durch
den Ausschnitt 15 der geschlossenen Drosselklappe 14
hindurch längs dem geraden Ansaugkanal 6
auf seiner dem gebogenen Ansaugkanal 7 zugewandten
Seite gesaugt, wie der Pfeil B in Fig. 2 zeigt. Dieser
Gemisch-Teilstrom spritzt aus dem stromabwärtigen Ende
des geraden Ansaugkanals 6 im wesentlichen
in gerader Richtung in den Brennraum 5 zur Zündungs
spitze der Zündkerze 13 in einem direkten Strahl aus,
wie der Pfeil C in Fig. 2 zeigt, wobei er im wesentli
chen radial die entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufende
Strömung A des Hauptanteils des angesaugten Gemischs
durchschneidet. Damit wird das anfangs zentrifugal zer
streute oder verteilte Luft-Kraftstoffgemisch in der
Strömung A in den direkten Strahl oder die gerade Strö
mung C mit hineingezogen und zur Zündspitze der Zündkerze
13 als eine kombinierte Strömung D gesaugt, womit ge
währleistet ist, daß - im Gegensatz zum eingangs erörter
ten Stand der Technik - das Luft-Kraftstoffgemisch im
Zentrumsbereich des Brennraumes 5 nicht wesentlich oder
besonders magerer ist als das Gemisch im Randbereich.
Selbst wenn das vom Vergaser gelieferte Gesamt-Luft/
Kraftstoffverhältnis relativ mager eingestellt ist,
so daß auf diese Weise der Vorteil einer Erweiterung
oder Ausdehnung in der Magerrichtung des Luft/Kraft
stoffverhältnisses ausgenutzt wird, so ist nichtsdesto
weniger nahe der Zündspitze der Kerze 13 eine relativ
große Menge an Kraftstoff verfügbar, womit folglich
eine gute Zündleistung zu erreichen ist und die Wahr
scheinlichkeit für das Auftreten von Zündaussetzern
oder Fehlzündungen beträchtlich herabgedrückt wird.
Weil durch den Zusammenprall der im Gegenuhrzeigersinn
verlaufenden Wirbelströmung A mit der direkten, geraden
Strömung C im strömenden Gemisch eine Mikroturbulenz
hervorgerufen wird, werden darüber hinaus die Zündungs
eigenschaften und -kennwerte der resultierenden Misch
strömung weiter verbessert, was zu einem weiteren Hin
ausschieben der Abmagerungsgrenze für das Luft-Kraft
stoffgemisch führt. Da die direkte Strömung C mit der
Wirbelströmung A erst nahe dem Endpunkt dieser Strö
mung A zusammenprallt, dämpft die Strömung C die Wirbel
strömung A nicht in erheblichem oder nennenswertem Um
fang. Der aus dem stromabwärtigen Ende des geraden
Ansaugkanals 6 ausspritzende Strahl der direkten Strö
mung C wird in der Tat geringfügig zur (in Fig. 2) oberen
Seite der Zündspitze der Kerze 13 hin gerichtet, d.h.
geringfügig zu der Seite hin, die der Richtung der wir
belnden Gemischströmung A im Brennraum 5, die durch
den gebogenen Ansaugkanal 7 eingeleitet
wird, entgegengerichtet ist, so daß dadurch die Mikro
turbulenz oder ein Wirbeln in hohem Grad des Gemischs
im Brennraum 5 im Kollisionsbereich zwischen den Strö
men C und A teilweise getilgt wird, wodurch wiederum
die Zündleistung gesteigert wird, gegen Fehlzündungen
angegangen wird, die Zündungseigenschaften verbessert
werden und die Abmagerungsgrenze für das Gemisch wei
ter hinausgeschoben wird.
Ist dagegen die Drosselklappe 14 in der Offenstellung,
was in typischer Weise dann der Fall ist, wenn die Ma
schinenbelastung größer als der vorher erwähnte bestimm
te Wert ist, dann wird der größte Anteil des durch die
Maschine vom Vergaser her und durch den Saugkanal 17
angesaugten Luft-Kraftstoffgemischs in den Brennraum
5 durch den geraden Ansaugkanal 6 eintreten,
während nur eine geringe Menge durch die gedrallte Zu
laufbohrung 7 strömt. Demzufolge wird dem angesaugten
Gemisch bei seinem Eintritt in den Brennraum 5 durch
das um den Schaft des Tellerventils 10 herum ausgebilde
te Wirbelteil 31 insgesamt nur eine relativ schwache
Wirbelbewegung erteilt, womit ein guter volumetrischer
Wirkungs- bzw. Füllungsgrad für die Maschine erlangt
wird.
Die Tatsache, daß bei geschlossener Drosselklappe 14
und damit im wesentlichen geschlossenem stromaufwärti
gen Ende des geraden Ansaugkanals 6 die eingeschnitte
ne Kante der Drosselklappe 14, in der der Ausschnitt
15 liegt, sich an der am meisten stromab liegenden
Seite der Drosselklappe 14 befindet, während unter die
sen Umständen die gegenüberliegende Kante sich stromauf
befindet, ist ein wesentliches Merkmal der beschrie
benen ersten Ausführungsform. Wenn sich nämlich flüssi
ger Kraftstoff an den Wänden des Saugrohres 17, die
den Einlaßdurchtritt 20 begrenzen, und an der Drosselklappe
14 selbst angesammelt hat, so hat dieser Kraftstoff
die Möglichkeit, über die Fläche der Drosselklappe 14,
die als eine Führungswand wirkt, und durch den Ausschnitt
15 hindurch an der Drosselklappe 14 vorbei zu strömen,
wobei er dann durch den geraden Ansaugkanal 6 und aus
dieser im wesentlichen unmittelbar oberhalb des Einlaß-
Tellerventils 9 tritt sowie tatsächlich direkt in den
Brennraum 5 gelangt. Damit wird die Schnelligkeit im
Ansprechvermögen auf die Kraftstoffzufuhr verbessert.
Dieses Führen des an den Wänden des Saugrohres 17 ange
sammelten Kraftstoffs wird durch die an der Saugrohr
wand ausgebildete Nase 18 unterstützt, wie auch die
Zerstäubung von wenigstens einem Teil des flüssigen
Kraftstoffs durch die besondere Ausgestaltung dieser
Nase in geeigneter Weise gefördert wird, denn die Aus
bildung der Nase mit der allmählich einwärts an ihrer
stromaufwärtigen Seite verlaufenden Wand 18a und mit
der an der stromabwärtigen Seite scharf zurückspringen
den Wand 18b unterstützt das Abscheren oder -reißen
des flüssigen Kraftstoffs, wenn er am Scheitel der Nase
18 vorbeirinnt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in zu den Fig. 1 und 2 gleich
artiger Weise die zweite bevorzugte Ausführungsform
einer Ansaugkanalkonstruktion gemäß der Erfindung,
die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unter
scheidet, daß die Drosselklappe 14 für den
geraden Ansaugkanal 6 keinen Ausschnitt (wie den Aus
schnitt 15 nach den Fig. 1-3) hat, sondern daß ein
im wesentlichen gerader Neben- oder Hilfskanal 20′ vor
gesehen ist, der sich von einer stromauf der Drossel
klappe 14 befindlichen Einlaßöffnung 21 parallel zu
und etwas unterhalb des geraden Ansaugkanals 6 auf
seiner zum gebogenen Ansaugkanal 7 hin gelegenen
Seite zu einer Auslaßöffnung 22 erstreckt, die nahe
dem Ventilsitz des Tellerventils 9 am Ende des geraden
Ansaugkanals 7 angeordnet ist. Dieser Hilfskanal 20′
verläuft mit Bezug auf die in Fig. 4 gezeigte Ausrich
tung der Maschine, die die typische Ausrichtung ist,
im wesentlichen gerade und relativ sanft abwärts geneigt,
womit der Hilfskanal 20′ die Drosselklappe 14 umgeht
und damit die Funktion des Ausschnitts (15 bei der er
sten Ausführungsform) erfüllt. Der Hilfskanal 20′ führt
folglich eine gewisse Menge des vom Vergaser her zuge
führten Luft-Kraftstoffgemischs von der Einlaßkammer
19 an eine unmittelbar oberhalb des Einlaß-Tellerventils
9 gelegene Stelle.
Gemäß einem besonderen Merkmal dieser zweiten Ausfüh
rungsform ist der im wesentlichen gerade Hilfskanal
20′ bei geöffnetem Tellerventil 9 allgemein auf die
Zündspitze der Zündkerze 13 ausgerichtet, vorzugsweise
ist er jedoch tatsächlich zur oberen Seite - bei Betrach
tung von Fig. 5 - der Zündspitze hin ausgerichtet, d.h.
geringfügig zu der Seite hin, die der von dem gebogenen
Ansaugkanal hervorgerufenen Wirbelbewegung entgegen
gerichtet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt bei
dieser Ausführungsform die stromaufwärtige Einlaßöff
nung 21 des Hilfskanals 20′ im Boden der Einlaßkammer
19. Die Querschnittsfläche des geraden Hilfskanals 20′
ist beträchtlich geringer als die Querschnittsflächen
des geraden Ansaugkanals 6 und des
gebogenen Ansaugkanals 7, wobei sie bei einer typi
schen konstruktiven Ausgestaltung etwa ein Fünftel be
trägt. Die Nase 18 entspricht mit ihren Wänden 18a
sowie 18b derjenigen bei der ersten Ausführungsform
und erfüllt praktisch dieselbe Funktion wie diese.
In zur ersten Ausführungsform analoger Weise wird auch
bei der zweiten Ausführungsform, wenn die Drosselklappe
14 in ihrer Schließstellung ist, eine relativ kleine
Menge an Luft-Kraftstoffgemisch aus dem Einlaßdurchtritt
20 des Saugrohres 17 durch den sanft abfallenden und
geraden Hilfskanal 20′ gesaugt, worauf diese Menge am
stromabwärtigen Ende des Hilfskanals 20′ in einem di
rekten Strahl zur Zündspitze der Kerze 13 gespritzt
wird, wie der Pfeil B in Fig. 5 zeigt. Hierbei durch
schneidet dieser Strahl B im wesentlichen radial die
Wirbelströmung A der Hauptmenge des angesaugten Gemischs.
Dadurch wird das anfangs zentrifugal verteilte Luft-
Kraftstoffgemisch der im Gegenuhrzeigersinn wirbelnden
Strömung A von der geraden Strömung B mitgezogen und
zur Zündspitze der Kerze 13 mit der Strömung B gesaugt,
so daß wie bei der ersten Ausführungsform gewährleistet
ist, daß das im Zentrumsbereich des Brennraumes 5 vor
handene Gemisch nicht erheblich magerer ist als das
Luft-Kraftstoffgemisch im Randbereich des Brennraumes.
Selbst wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis des insgesamt
vom Vergaser gelieferten Gemischs auf relativ mager
eingestellt ist, so ist doch ein gewisser Überschuß an
Kraftstoff nahe der Zündspitze der Kerze 13 vorhanden,
so daß eine gute Zündleistung gegeben ist und Fehlzün
dungen oder Zündaussetzer letztlich kaum auftreten kön
nen. Weil des weiteren der Zusammenprall der Wirbelströ
mung A und der geraden Strömung B in der gemischten
Strömung eine Mikroturbulenz hervorruft, werden die
Zündungskennwerte und -eigenschaften der sich ergebenden
gemischten Strömung weiter verbessert wie auch die Ab
magerungsgrenze für das Luft-Kraftstoffgemisch hinausge
schoben oder erweitert wird. Da auch hier der Zusammen
prall der Strömung B mit der Strömung A nahe dem End
punkt dieser wirbelnden Strömung A erfolgt, dämpft die
gerade Strömung B die entgegen dem Uhrzeigersinn verlau
fende Strömung A nicht in erwähnenswertem Grad.
Da gemäß dem bereits erwähnten besonderen Merkmal der
gerade aus dem im wesentlichen geraden Hilfskanal 20′
austretende Strahl B etwas zur (bei Betrachtung von
Fig. 5) oberen Seite der Zündspitze der Kerze hin, d. h.
geringfügig zu der der Richtung der Wirbelströmung A
entgegenstehenden Seite der Kerze 13 gerichtet ist,
wird somit die Mikroturbulenz oder eine Wirbelbewegung
der Mischung im Brennraum 5 im Kollisionsbereich zwi
schen den beiden Strömungen A und B teilweise getilgt,
wodurch wiederum die Zündleistung gesteigert wird, Fehl
zündungen der Maschine bekämpft sowie die Zündungseigen
schaften verbessert werden und darüber hinaus die Ab
magerungsgrenze für das Luft-Kraftstoffgemisch hinaus
geschoben wird.
Wird dagegen die Drosselklappe 14 im Betrieb geschlos
sen, was in typischer Weise bei einer über dem erwähn
ten bestimmten Wert liegenden Maschinenbelastung der
Fall ist, dann tritt der größte Teil des vom Vergaser
her durch das Saugrohr 17 angesaugten Luft-Kraftstoff
gemischs in den Brennraum 5 durch den geraden
Ansaugkanal 6 ein, während nur ein geringer Anteil
durch den gebogenen Ansaugkanal 7 strömt.
Demzufolge wird dem angesaugten Gemisch insgesamt eine
nur relativ geringe Wirbelbewegung bei seinem Eintritt
in den Brennraum 5 durch das um den Schaft des Einlaß-
Tellerventils 10 herum ausgebildete Wirbelteil 31 vermit
telt, so daß ein guter volumetrischer Wirkungs- bzw.
Füllungsgrad der Maschine erlangt wird. Jedoch wird
auch in diesem Betriebszustand durch den geraden Hilfs
kanal 20′ eine gewisse, relativ geringe Menge an Gemisch
in den Zentrumsbereich des Brennraumes 5 gesaugt, so
daß der Füllungsgrad weiter gesteigert wird.
Darüber hinaus liegt ein bedeutendes Merkmal dieser
zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung darin, daß
für an den Wänden des Saugrohres 17, die den Einlaß
durchtritt 20 begrenzen, angesammelten flüssigen Kraftstoff
die Möglichkeit gegeben ist, in die Einlaßöffnung 21
des Hilfskanals zu strömen und durch diesen oberhalb
des Einlaß-Tellerventils 9 austreten,
so daß er unmittelbar in den Brennraum 5 gelangt,
womit wiederum das Ansprechvermögen bezüglich einer
Kraftstoffzufuhr weiter verbessert wird.
Eine weitere vorteilhafte Wirkung dieser zweiten Ausfüh
rungsform besteht darin, daß in allen Betriebszustän
den ein Teil des der Einlaßkammer 19 aus dem Saugrohr
17 zugeführten Luft-Kraftstoffgemischs in den geraden
Ansaugkanal 6 geleitet wird, wobei es bei geschlos
sener Drosselklappe 14 (s. Fig. 5) unvermeidbar ist,
daß ein Anteil des im Gemisch enthaltenen Kraftstoffs
in flüssiger Form an der Drosselklappe 14 sowie an den
den Ansaugkanal 6 begrenzenden Wänden unmittelbar
oberhalb der Drosselklappe 14 auskondensiert. Dieser
auskondensierte flüssige Kraftstoff strömt mit Sicherheit
abwärts und tritt in die Einlaßöffnung 21 des Hilfska
nals 20′ ein sowie durch dessen Auslaßöffnung 22 aus,
so daß er in die Nähe des Einlaß-Tellerventils 9 und
dann in den Brennraum gelangt. Damit wird gegen eine
Verschlechterung des Ansprechvermögens in bezug auf
die Kraftstoffzufuhr während Übergangsbetriebszustän
den der Maschine angegangen und ein relativ fettes Ge
misch aus dem geraden Ansaugkanal 6 in den Brennraum
geführt, was ein stabiles, fettes Gemisch zur Folge hat,
das für Zündungszwecke im Zündungsbereich der Kerze
13 von Vorteil ist, so daß auch dadurch die Abmage
rungsgrenze in bezug auf die Verbrennbarkeit weiter
hinausgeschoben wird.
Claims (10)
1. Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderli
che Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper (17), mit einem
Brennraum, in dem eine Zündkerze angeordnet ist, mit
einem ersten, in seinem einen Ventilschaft umgebenden End
bereich geraden, zu einer ersten Eintrittsöffnung zum
Brennraum führenden Ansaugkanal (6), mit einem zweiten, in
seinem einen weiteren Ventilschaft umgebenden Endbereich
gebogenen, zu einer zweiten Eintrittsöffnung zum Brennraum
führenden Ansaugkanal (7), der an seinem Ende mit einem
Wirbelteil (31) versehen ist, mit einer in einem stromauf
wärtigen Teil des ersten Ansaugkanals (6) angeordneten
Drosselklappe (14), wobei in dem ersten Ansaugkanal (6) an
der dem zweiten Ansaugkanal (7) zugewandten Seite eine Um
gehungseinrichtung (15, 20′) angeordnet ist, die einen re
lativ kleinen Anteil des in dem Ansaugkörper (17) eingesaugten
Luft-Kraftstoffgemischs von einer stromauf der Drossel
klappe (14) gelegenen Stelle zu einer nahe dem stromabwär
tigen Ende des ersten Ansaugkanals (6) liegenden Stelle
führt, wenn die Drosselklappe (14) in einer geschlossenen
Stellung steht, und wobei eine Ablenkvorrichtung (18) das
eingesaugte Luft-Kraftstoffgemisch zwangsweise auf die Um
gehungseinrichtung (15, 20′) leitet.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungswiderstand der Umgehungseinrichtung (15,
20′) zur Umgehung der Drosselklappe (14) wesentlich größer
ist als der Strömungswiderstand des ersten, geraden
Ansaugkanals (6) sowie der ersten Eintrittsöffnung und
wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand des
zweiten, gebogenen Ansaugkanals (7) sowie der zweiten
Eintrittsöffnung.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zündkerze (13) in der Mitte des Brennraumes (5)
angeordnet und die Strömung des durch die Umgehungsein
richtung (15, 20′) fließenden Luft-Kraftstoffgemischs bei
geöffnetem ersten Ansaugkanal (6) durch diesen hindurch
allgemein radial zum Brennraum gerichtet ist.
4. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömung des durch die Umgehungseinrichtung (15,
20′) fließenden Luft-Kraftstoffgemischs bei geöffnetem
ersten Ansaugkanal (6) durch diesen hindurch in den Brenn
raum zur Zündkerze (13) gerichtet ist.
5. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umgehungseinrichtung (15, 20′)
durch einen Ausschnitt (15) in der Drosselklappe (14)
gebildet ist.
6. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umgehungseinrichtung (15, 20′)
durch einen von einer Stelle stromauf der Drosselklappe
(14) zu einer in dem allgemein geraden Ansaugkanal (6)
nahe dessen stromabwärtigem Ende befindlichen Stelle
geführten Hilfskanal (20′) gebildet ist.
7. Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Ausschnitt (15) bildende Kante der Drossel
klappe (14) die dem gebogenen Ansaugkanal (7) zugewandte
Kante ist.
8. Zylinderkopf nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die den Ausschnitt (15) bildende Kante der
Drosselklappe (14) die in der den Strömungswiderstand des
geraden Ansaugkanals (6) maximierenden Stellung der
Drosselklappe (14) stromabwärtige Kante ist.
9. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die das Luft-Kraftstoffgemisch zwangs
weise ablenkende Ablenkvorrichtung (18) ein Vorsprung ist.
10. Zylinderkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorsprung (18) eine allgemein einwärts in den
Ansaugkanal (19, 20) verlaufende stromaufwärtige Wand
fläche (18a) sowie eine daran anschließende stromab
wärtige, stark zurücktretende Wand (18b) umfaßt.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60187726A JPS6248927A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 内燃機関の吸気ポ−ト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3628366A1 DE3628366A1 (de) | 1987-03-12 |
| DE3628366C2 true DE3628366C2 (de) | 1995-06-01 |
Family
ID=16211103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3628366A Expired - Fee Related DE3628366C2 (de) | 1985-08-27 | 1986-08-21 | Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4671233A (de) |
| JP (1) | JPS6248927A (de) |
| DE (1) | DE3628366C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004021363B4 (de) * | 2004-04-30 | 2013-07-25 | Audi Ag | Verfahren zur Steuerung der Zylinderinnenströmung (Einlassdrall) an einer Brennkraftmaschine und direkt einspritzende Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0433383Y2 (de) * | 1985-12-27 | 1992-08-11 | ||
| DE3771942D1 (de) * | 1986-06-19 | 1991-09-12 | Nippon Clean Engine Res | Brennkraftmaschine mit brennstoffeinspritzung. |
| JPH0745817B2 (ja) * | 1988-02-12 | 1995-05-17 | 本田技研工業株式会社 | 直噴式多気筒ディーゼル機関 |
| AT402433B (de) * | 1989-04-11 | 1997-05-26 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine |
| JPH0681719A (ja) | 1992-08-31 | 1994-03-22 | Hitachi Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
| USRE37269E1 (en) * | 1992-08-31 | 2001-07-10 | Hitachi, Ltd. | Air intake arrangement for internal combustion engine |
| DE19621635B4 (de) * | 1996-05-30 | 2004-02-05 | Audi Ag | Diesel-Brennkraftmaschine |
| US6109234A (en) * | 1998-10-16 | 2000-08-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Cylinder head intake system |
| DE19932119C2 (de) | 1999-07-09 | 2001-10-04 | Daimler Chrysler Ag | Fremdgezündete Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| JP4201617B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2008-12-24 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関 |
| US20090241905A1 (en) * | 2006-03-29 | 2009-10-01 | Denso Corporation | Mount structure of fuel injection valve and fuel injection system |
| US7685993B2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-03-30 | Cummins Inc. | Low cost variable swirl |
| GB2553821B (en) * | 2016-09-15 | 2020-04-01 | Perkins Engines Co Ltd | Cylinder head with helical inlet passage |
| CN112761750B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-08-09 | 浙江方圆检测集团股份有限公司 | 一种内燃机缸内气流喷雾扰流装置 |
| CN116927973A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-10-24 | 广西玉柴船电动力有限公司 | 一种新型的进气道及气缸盖 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54151718A (en) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Toyota Motor Corp | Air intake device for internal combustion engine |
| JPS5848715A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-22 | Toyota Motor Corp | 2吸気バルブエンジン |
| US4548175A (en) * | 1983-12-05 | 1985-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with two intake valves |
| US4669434A (en) * | 1985-07-24 | 1987-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine cylinder head variable swirl siamese type intake port structure, with auxiliary straight passage, pointing at spark plug, leading from mixture intake to downstream end of straight intake port |
| JPS6223528A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気ポ−ト装置 |
| JPS6223529A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気ポ−ト装置 |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60187726A patent/JPS6248927A/ja active Pending
-
1986
- 1986-08-11 US US06/895,379 patent/US4671233A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-08-21 DE DE3628366A patent/DE3628366C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004021363B4 (de) * | 2004-04-30 | 2013-07-25 | Audi Ag | Verfahren zur Steuerung der Zylinderinnenströmung (Einlassdrall) an einer Brennkraftmaschine und direkt einspritzende Brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3628366A1 (de) | 1987-03-12 |
| JPS6248927A (ja) | 1987-03-03 |
| US4671233A (en) | 1987-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3624899C2 (de) | ||
| DE3628366C2 (de) | Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf mit einem eine veränderliche Gemischwirbelbewegung erzeugenden Ansaugkörper | |
| DE3638021C2 (de) | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine | |
| DE4437279B4 (de) | Motorluftansaugsystem | |
| DE3619550C2 (de) | ||
| DE19713028C2 (de) | Viertakt-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung | |
| DE19713030C2 (de) | Viertakt-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung | |
| AT402326B (de) | Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine | |
| DE19713029C2 (de) | Viertakt-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung | |
| DE9319545U1 (de) | Fremdgezündeter Kolbenmotor mit richtungsänderbarer Einströmung des Kraftstoff-Luft-Gemisches | |
| DE4439921C2 (de) | Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine | |
| DE2745245A1 (de) | Verbrennungsmotor | |
| DE69206538T2 (de) | Struktur des einlasskanals für brennkfraftmaschinen. | |
| DE3314876C2 (de) | ||
| DE3804484C2 (de) | Ansaugsystem für eine Kolbenbrennkraftmaschine | |
| DE19847625A1 (de) | Brennstoff-Einspritzventil | |
| DE19942169C2 (de) | Brennkraftmaschine mit zwei Einlassventilen je Zylinder | |
| DE1923604C3 (de) | Vergaser für Brennkraftmaschinen | |
| DE3718083A1 (de) | Brennraum an einer kolben-brennkraftmaschine | |
| DE69609581T2 (de) | Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Verbrennung eines armen Gemisches | |
| DE69903324T2 (de) | Kolben und brennkammer mit aktiver gasführung | |
| DE2921300A1 (de) | Drallinduziereinrichtung fuer einen verbrennungsmotor | |
| DE3040952C2 (de) | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine | |
| DE19949616A1 (de) | Ansaugsystem für einen Zylinderkopf | |
| DE2508081C3 (de) | Brennkraftmaschine mit Haupt- und Zusatzbrennkammer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |