DE3724495A1

DE3724495A1 - Ventilgesteuerte, fremdgezuendete viertakt-hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3724495A1
Application number: DE19873724495
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hannibal
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1989-02-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine ventilgesteuerte, fremdgezündete Viertakt-Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Hochleistungs-Brennkraftmaschinen der im Oberbe griff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt(EP 00 63 385), bei denen pro Brennraum drei Einlaßventile und zwei Aus laßventile vorgesehen sind. Diese Ventilanordnung ergibt eine optimale Einlaßquerschnittsfläche und dadurch einen hohen Füllungsgrad mit entsprechender Leistung. Aller dings kann bei dieser Ventilanordnung nur eine einzige Zündkerze zentral im Brennraum angeordnet werden. Bei Hochleistungs-Brennkraftmaschinen ist es jedoch er wünscht, mindestens zwei Zündkerzen vorzusehen, um die Einleitung der Verbrennung zu beschleunigen und dadurch die Klopfneigung zu verringern, da die Flammenausbrei tungswege zur Zylinderwand kürzer sind. Außerdem ist durch die Anordnung von zwei Auslaßventilen und zwei Auslaßkanälen einerseits der Kühlbedarf verhältnis mäßig groß, andererseits jedoch der Platz für die Unter bringung der Kühlwasserkanäle äußerst beschränkt, zumal auch noch Platz für die Zylinderkopfschrauben vorgesehen werden muß. Man ist daher meist gezwungen, einen größeren Zylinderabstand als üblich vorzusehen, um eine aus reichende Kühlwasserführung zu verwirklichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die ebenfalls einen hohen Füllungsgrad und damit eine hohe Leistung hat, bei der jedoch die Ein leitung der Verbrennung wesentlich verbessert und die Kühlung des Zylinderkopfes vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist in bezug auf die Füllung der bekannten Brennkraftmaschine mit drei Einlaß- und zwei Auslaßventilen gleichwertig, jedoch durch die Möglichkeit, zwei Zündkerzen vorzusehen, in bezug auf die Einleitung der Verbrennung überlegen. Durch die Anordnung eines einzigen, großen Auslaßventils, dessen Querschnitt dem Querschnitt der beiden Auslaß ventile bei der bekannten Brennkraftmaschine entsprechen kann, bereitet die Anordnung entsprechend großer Kühl wasserkanäle keinerlei Schwierigkeiten. Da bei nur einem Auslaßkanal kleinere wärmeabführende Flächen vorhanden sind als bei zwei Auslaßkanälen, ist der Kühlbedarf ge ringer. Selbstverständlich vereinfacht sich bei An ordnung nur eines Auslaßventils auch die Ventilbe tätigung gegenüber einer Brennkraftmaschine mit zwei Auslaßventilen.

Da die Einlaßventile und die zugehörigen Einlaßkanäle auf der einen Seite und das Auslaßventil mit dem zu gehörigen Auslaßkanal auf der anderen Seite des Zylinder kopfes liegen, und außerdem zwischen dem Auslaßkanal und den Einlaßkanälen der beiden äußeren Einlaßventile ein verhältnismäßig großer Zwischenraum vorhanden ist, in welchem die beiden Zündkerzen angeordnet sind, ist die Aufheizung des angesaugten Gemisches durch die Auspuffgase äußerst gering.

Die drei Einlaßventile können, wie an sich bekannt, unterschiedliche Querschnitte und/oder Steuerzeiten haben, um für jede Drehzahl und Last eine optimale Füllung zu erreichen. Zusätzlich können die Einlaß kanäle unterschiedliche Formen zur Erzielung eines unterschiedlichen Dralls haben, wobei der bei nied rigen Drehzahlen wirksame Einlaßkanal einen größeren Drall erzeugen sollte als der bei hohen Drehzahlen aktive Einlaßkanal.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilansicht eines Zylinderkopfes von unten mit drei Einlaßventilen und einem Auslaßventil pro Zylinder, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1.

Der in den Zeichnungen dargestellte Zylinderkopf 1 weist für jeden Zylinder, d.h. für jeden Brennraum 2, drei Ein laßventile 3, 4, 5 und ein Auslaßventil 6 auf. Die Mitten der Einlaßventile 3, 4, 5 liegen, wie aus Fig. 1 ersicht lich ist, auf der einen Seite einer durch die Mitte M des Brennraumes 2 gelegten, in Längsrichtung des Zylinder kopfes 1 verlaufenden Mittellinie L, während das Aus laßventil 6 auf der anderen Seite dieser Mittellinie L angeordnet ist. Im Brennraum 2 sind ferner zwei Zünd kerzen 7 angeordnet, die in einer zu der Mittellinie L im wesentlichen parallelen Ebene E liegen und zu beiden Seiten des Auslaßventils 6 angeordnet sind.

Die Einlaßventile 3, 4 und 5 werden gemeinsam von einer Einlaß-Nockenwelle 8 und das Auslaßventil 6 wird von einer Auslaß-Nockenwelle 9 gesteuert. Die Einlaßkanäle 10, 11 und 12 gehen von einer gemeinsamen Außenfläche 13 des Zylinderkopfes 1 aus, an die ein nicht gezeigtes Saugrohr angeflanscht ist. Die Querschnitte der Einlaß ventile 3, 4 und 5 sind in der Zeichnung gleich darge stellt, sie könnten jedoch auch verschieden sein. Ebenso können die Steuerzeiten der Einlaßventile 3, 4 und 5 gleich oder unterschiedlich sein. Schließlich ist es auch möglich, die Einlaßkanäle 10, 11, 12 so auszubilden, daß sie entweder keinen oder einen unterschiedlichen Drall erzeugen.

Durch die insbesondere aus Fig. 1 ersichtliche Anordnung der Einlaß- und Auslaßventile 3, 4, 5 bzw. 6 und der beiden Zündkerzen 7 wird ein hoher Füllungsgrad und eine sehr gute gesteuerte Verbrennung aus der unmittel baren Nähe der Zündkerzen 7 heraus zum Auslaßventil 6 hin erzielt, und da die Flammenfront von zwei Zünd kerzen 7 ausgeht, sind kurze Flammenausbreitungswege zur Zylinderwand vorhanden, wodurch ein größerer Klopf abstand als bei konventionellen Vier- oder Mehrventil- Brennkraftmaschinen erreicht werden kann. Die erfindungs gemäße Ventilanordnung ergibt geringere Spül- und Fül lungsverluste, da das Anströmen des heißen Auslaßventils durch die Frischgase weitgehend vermieden wird und die Wege von den Einlaßventilen zum Auslaßventil annähernd gleich sind. Durch den Abstand der Einlaßkanäle 10, 11, 12 von dem Auslaßventil 6 bzw. dem daran anschließenden Aus laßkanal 14 ist ein Aufheizen der angesaugten Ladung durch die Auspuffgase gering. Andererseits ist durch den verhältnismäßig kleinen Platzbedarf des einzigen Auslaßkanal 14 verglichen mit zwei Auslaßkanälen bei einer 5-Ventil-Brennkraftmaschine die Unterbringung von großen Kühlflüssigkeitsräumen möglich, ohne daß der Zylinderabstand vergrößert werden muß.

Claims

1. Ventilgesteuerte, fremdgezündete Viertakt-Hubkolben brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (1), der für jeden Zylinder einen Brennraum (2) mit mehreren Einlaß- und Auslaßventilen (3-6) aufweist, dadurch gekennzeichnet daß in jedem Brennraum (2) drei Einlaßventile (3, 4, 5) und diesen gegenüberliegend ein Auslaßventil (6) angeordnet sind, daß die Mitten der Einlaßventile (3, 4, 5) auf der einen Seite und das Auslaßventil (6) auf der anderen Seite einer durch die Mitte (M) des Brennraumes (2) gelegten, in Längsrichtung des Zylinderkopfes (1) verlaufenden Mittellinie (L) liegen, und daß in einer zu der genannten Mittel linie (L) im wesentlichen parallelen Ebene (E) je eine Zündkerze (7) zu beiden Seiten des Auslaß ventils (6) vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einlaßventile (3, 4, 5) unterschied liche Querschnitte und/oder Steuerzeiten haben.