DE3936263A1 - IC engine with two inlet valves per cylinder - has system to control degree of swirl in air flowing to each valve - Google Patents

IC engine with two inlet valves per cylinder - has system to control degree of swirl in air flowing to each valve

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Abstract

The IC engine has two inlet valves (4,4') per cylinder with each inlet valve being connected by a duct (2,2') to the inlet manifold (5). A rotatable tube (1) is mounted in the inlet manifold and has openings (3,3') cut in its wall. These openings (3,3') are aligned with the inlet ducts (2,2'). By rotating the tube about its longitudinal axis the degree of swirl imparted to the air flowing into the inlet ducts (2,2') can be varied. This feature enables different degrees of swirl to be imparted to the air flowing into each cylinder and to vary the degree of swirl with engine speed. USE - IC engine inlet valve swirl system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit pro Zylinder zwei Einlaßventilen und zu diesen führenden von einem Ansaugrohr ausgehenden Einlaßkanälen, von denen einer zur Er­ zeugung eines Dralles ausgebildet ist, und mit einem Steueror­ gan zur Steuerung des Dralles im Zylinder.The invention relates to an internal combustion engine with pro Cylinder two intake valves and one leading to these Intake pipe outgoing inlet channels, one of which to Er generation of a swirl is formed, and with a Steueror gan to control the twist in the cylinder.

Ein hoher Drall (Ladungsdrehung) ist erforderlich, wenn bei niedrigem Einspritzdruck die Kraftstoffzerstäubung allein nicht ausreicht, eine zufriedenstellende Kraftstoff/Luft- Durchmischung zu erreichen. Bei hohem Einspritzdruck und hoher Motordrehzahl ist für die Gemischaufbereitung dagegen nur ein geringer oder auch gar kein Drall erforderlich, wohl aber ein erheblich gesteigerter Luftdurchsatz.A high swirl (charge rotation) is required if at low injection pressure the fuel atomization alone not enough a satisfactory fuel / air To achieve thorough mixing. At high injection pressure and high In contrast, engine speed is only one for the mixture preparation less or no swirl required, but one significantly increased air flow.

Diese Forderungen widersprechen dem Verhalten bekannter drallerzeugender Einlaßkanäle, welche auf hohe Drehzahlen mit erhöhtem Drall und verringertem Luftdurchsatz reagieren. Ein Motor mit fixen Einlaßkanälen kann damit nur auf einen be­ stimmten engen Drehzahlbereich hinsichtlich einer optimalen Gemischaufbereitung eingestellt werden.These demands contradict the behavior of well-known people swirl-generating inlet channels, which with high speeds respond to increased swirl and reduced air flow. A Engine with fixed inlet channels can only be on one agreed narrow speed range with regard to an optimal Mixture preparation can be set.

Bekannte Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art sehen einen relativ aufwendigen und im Betrieb komplizierten Klap­ penmechanismus vor, mit dessen Hilfe der Drall mit dem die Verbrennungsluft bei geöffnetem Einlaßventil in den Zylinder einströmt reguliert werden kann.See known internal combustion engines of the type mentioned a relatively complex and complicated operation mechanism, with the help of which the twist with which the Combustion air into the cylinder with the intake valve open inflows can be regulated.

Ziel der Erfindung ist es diesen Nachteil zu vermeiden und eine Brennkraftmaschine der eingangs erwähnten Art vorzuschla­ gen, bei der sich die Einrichtung zur Regulierung des Dralls der einströmenden Verbrennungsluft durch einen einfachen Auf­ bau auszeichnet.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and to propose an internal combustion engine of the type mentioned gene, in which the device for regulating the swirl the incoming combustion air with a simple open construction excels.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Steueror­ gan zur Steuerung des Dralls aus einem Drehschieber besteht, der neben dem drallerzeugenden Einlaßkanal auch den zweiten Einlaßkanal ohne Drallwirkung steuert. According to the invention this is achieved in that the control unit gan to control the swirl consists of a rotary valve, which, in addition to the swirl-generating inlet duct, also the second Inlet channel controls without swirl.  

Es wird also die Drallbeeinflussung dadurch erreicht, daß ein Drehschieber zur Steuerung der Einlaßkanäle Öffnungen auf­ weist, wobei die dem drallerzeugenden Einlaßkanal zugeordnete Öffnung diesen Kanal im wesentlichen ständig freigibt. Die dem zweiten, auf Durchfluß optimierten Kanal zugeordnete Öffnung gibt hingegen die Öffnung des Kanals nur dann und soweit frei, als dies der Betriebszustand des Motors verlangt.The swirl influence is thus achieved in that a Rotary slide valve to control the inlet channels openings points, the associated with the swirl-generating inlet channel Opening this channel essentially releases continuously. The one second opening assigned to flow optimized channel releases the opening of the channel only then and to the extent that than the operating state of the engine requires.

Dabei ist es möglich, die Verbrennungsluft bei geringer Ein­ spritzmenge und geringen Einspritzdrücken praktisch aus­ schließlich über den einen Drall erzeugenden Einlaßkanal ein­ strömen zu lassen und bei steigender Einspritzmenge und stei­ gendem Einspritzdruck den weiteren Einlaßkanal, der keinen Drall erzeugt und daher der durchströmenden Verbrennungsluft einen entsprechend geringen Widerstand entgegensetzt mehr und mehr zu öffnen, wodurch der Drall der in den Zylinder einströ­ menden Verbrennungsluft entsprechend abnimmt. Dabei kann der größte Teil Verbrennungsluft oder auch die gesamte Luft über den keinen Drall bewirkenden Einlaßkanal zum entsprechenden Einlaßventil strömen.It is possible to keep the combustion air at a low on injection quantity and low injection pressures practically finally via the swirling inlet duct to flow and with increasing injection quantity and steep injection pressure the other inlet channel, which none Swirl generated and therefore the flowing combustion air opposes a correspondingly low resistance more and open more, which causes the swirl to flow into the cylinder emitting combustion air decreases accordingly. The most of the combustion air or all of the air the swirl-free inlet duct to the corresponding one Flow intake valve.

Ein solcher Drehschieber zeichnet sich auch durch einen sehr einfachen Aufbau aus und läßt sich sehr leicht steuern. Dabei kann die Steuerung des Drehschiebers durch einen üblichen Stellmotor erfolgen, der in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors angesteuert werden kann.Such a rotary valve is also characterized by a very simple structure and is very easy to control. Here can control the rotary valve by a usual Servomotor take place depending on the operating state of the motor can be controlled.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Drehschieber zur Steuerung der beiden Ein­ laßkanäle Öffnungen aufweist, wobei zumindest die in Öffnungs­ richtung des Drehschiebers vorne liegende Kante der den drall­ osen Einlaßkanal steuernden Öffnung nicht deckungsgleich mit der Begrenzung der Öffnung des Einlaßkanals ausgebildet ist. Durch diese besondere Ausbildung der Drehschiebeöffnung für den nicht drallerzeugenden Kanal kann ein weiterer Einfluß auf den Verlauf der Drallausbildung erreicht werden.According to a further feature of the invention can be provided be that the rotary valve to control the two one lasskanäle has openings, at least those in opening Direction of the rotary valve on the front edge of the swirl The opening controlling the inlet duct is not congruent formed with the limitation of the opening of the inlet duct is. This special design of the rotary slide opening for the non-swirl generating channel, another influence can be made be achieved on the course of the swirl training.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zwischen dem Drehschieber und einem diesen um­ gebenden Gehäuse ein Luftspalt vorgesehen ist.According to a further feature of the invention can be provided be that between the rotary valve and this one around giving housing an air gap is provided.

Dies kann aufgrund des Umstandes, daß für den Drehschieber keine besonderen Dichtheitserfordernisse gegeben sind, erfol­ gen, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß z.B. bei ladeluftge­ kühlten Motoren sich eine entsprechende Isolierwirkung durch den Luftspalt ergibt, was insbesondere bei Motoren mit ein­ stückig an dem Zylinderkopf angegossenen Ansaugsammelrohren von Bedeutung ist.This may be due to the fact that for the rotary valve there are no special tightness requirements  gene, which gives the advantage that e.g. at charge air motors cooled themselves down by an appropriate insulating effect the air gap results, which is particularly the case with engines intake manifolds molded onto the cylinder head is important.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Ein­ richtung zur Verstellung des Dralls, Fig. 1 shows a section through the inventive device A for the adjustment of the spin,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line III-III in FIG. 1.

In dem gemeinsamen mit dem Zylinderkopf 6 einstückigen Ansaug­ rohr 5 ist ein Drehschieber 1 angeordnet, wobei das Ansaugrohr gleichzeitig auch das Gehäuse des Drehschiebers 1 bildet. Von diesem Ansaugrohr 5 zweigt, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist ein Einlaßkanal 2 ab, der zu einem Einlaßventil 4 führt. Dabei ist durch die spiralige Formgebung dieses Einlaßkanales 2 sichergestellt, daß die durch diesen Kanal bei geöffnetem Ein­ laßventil 4 in den Zylinder einströmende Verbrennungsluft einen erheblichen Drall aufweist.In the common with the cylinder head 6 one- piece intake pipe 5 , a rotary valve 1 is arranged, wherein the intake pipe also forms the housing of the rotary valve 1 . From this intake pipe 5 , as can be seen from FIG. 2, an inlet duct 2 branches off, which leads to an inlet valve 4 . The spiral shape of this inlet channel 2 ensures that the combustion air flowing into the cylinder through this channel when the inlet valve 4 is open has a considerable swirl.

Ferner zweigt von dem Ansaugrohr 5 noch ein weiterer Einlaßka­ nal 2′ ab, der jedoch aufgrund seiner Formgebung bei geöffne­ tem Einlaßventil 4 ein Einströmen der Verbrennungsluft in den Zylinder ohne Drall ermöglicht und daher einen entsprechend geringeren Strömungswiderstand als der Einlaßkanal 2 aufweist.Furthermore branches off from the intake pipe 5 yet another Einlaßka channel 2 ', which, however, due to its shape at the open inlet valve 4 allows the combustion air to flow into the cylinder without swirl and therefore has a correspondingly lower flow resistance than the inlet channel 2 .

Zur Steuerung der beiden Einlaßkanäle 2, 2′ sind in dem Dreh­ schieber 1 Öffnungen 3, 3′ angeordnet. Dabei nimmt der Dreh­ schieber 1 bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit geringen Einspritzmengen und geringen Einspritzdrücken eine Stellung ein, in der der Kanal 2′ verschlosssen ist und daher die gesamte Verbrennungsluft über den einen Drall erzeugenden Kanal 2 zum Zylinder strömen muß. To control the two inlet channels 2 , 2 ' 1 openings 3 , 3 ' are arranged in the rotary valve. The rotary valve 1 assumes a position when the internal combustion engine is operating with low injection quantities and low injection pressures, in which the channel 2 'is closed and therefore all the combustion air has to flow through the channel 2 generating a swirl to the cylinder.

Steigen die Einspritzmengen und die Einspritzdrücke an so wird der Drehschieber 1 in der Weise verdreht, daß seine Öffnung 3′ den Einlaßkanal 2′ zusätzlich mehr und mehr freigibt. Dies be­ wirkt aber, daß der Drall der einströmenden Verbrennungsluft im Zylinder mehr und mehr abnimmt. Dabei ist auch zu berück­ sichtigen, daß aufgrund der wesentlich geringeren Einströmwi­ derstände der über den Einlaßkanal 2′ einströmenden Verbren­ nungsluft über diesen Kanal wesentlich mehr Luft einströmt als über den Kanal 2.The injection quantities and the injection pressures increase so that the rotary valve 1 is rotated in such a way that its opening 3 'also releases the inlet channel 2 ' more and more. However, this causes the swirl of the incoming combustion air in the cylinder to decrease more and more. It should also be taken into account that due to the significantly lower Einströmwi resistances of the air flowing in via the inlet channel 2 ', combustion air flowing in via this channel is considerably more air than channel 2 .

Die Öffnung 3′ kann nun derart gestaltet werden, daß im Ver­ lauf der Regelbewegung, also Drehung des Drehschiebers 1, ein bestimmter Bereich der Öffnung 2′ des Einlaßkanals zuerst freigegeben wird und dadurch ein zusätzlicher Einfluß auf den Verlauf der Drallausbildung zustande kommt. Um eine allmähli­ che Verminderung des Dralls der einströmenden Verbrennungsluft beim Öffnen des Einlaßkanales 2′ sicherzustellen, schließt beim Ausführungsbeispiel die in Öffnungsrichtung des Dreh­ schiebers 5 vorne liegende Kante 3′′ der Öffnung 3′ desselben mit der Achse des Einlaßkanales 2′ einen spitzen Winkel ein.The opening 3 'can now be designed in such a way that in the course of the control movement, ie rotation of the rotary valve 1 , a certain area of the opening 2 ' of the inlet channel is first released and this has an additional influence on the course of the swirl formation. A allmähli che reduction in the swirl of the inflowing combustion air upon opening of the intake passage 2 'ensure includes in the exemplary embodiment the slider in the opening direction of rotation 5 forwardmost edge 3' 'of the opening 3' of the same with the axis of the intake passage 2 'forms an acute angle .

Der Drehschieber 1 ist mit erheblichem Spiel im Ansaugrohr 5, das gleichzeitig das Gehäuse desselben darstellt gehalten. Dies ist möglich, da an den Drehschieber 1 keine nennenswerten Dichtheitsanforderungen gestellt werden müssen. Durch diesen Luftspalt 7 zwischen dem Drehschieber 1 und dem ihn umgebenden Ansaugrohr ergibt sich der Vorteil einer thermischen Isolier­ wirkung, insbesondere bei mit dem Zylinderkopf einstückig an­ gegossenen Ansaugrohren.The rotary valve 1 is held with considerable play in the intake pipe 5 , which represents the same housing. This is possible because no significant leakage requirements have to be imposed on the rotary valve 1 . Through this air gap 7 between the rotary valve 1 and the surrounding intake manifold, there is the advantage of a thermal insulating effect, especially when integral with the cylinder head on cast intake pipes.

Claims (3)

1. Brennkraftmaschine mit pro Zylinder zwei Einlaßventilen und zu diesen führenden von einem Ansaugrohr ausgehenden Einlaßkanälen, von denen einer zur Erzeugung eines Dralles ausgebildet ist, und mit einem Steuerorgan zur Steuerung des Dralles im Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan zur Steuerung des Dralls aus einem Drehschie­ ber (1) besteht, der neben dem drallerzeugenden Einlaßka­ nal (2) auch den zweiten Einlaßkanal (2′) ohne Drallwir­ kung steuert.1. Internal combustion engine with two intake valves per cylinder and leading to these from an intake pipe inlet channels, one of which is designed to generate a swirl, and with a control member for controlling the swirl in the cylinder, characterized in that the control member for controlling the swirl there is a rotary valve ( 1 ) which, in addition to the swirl-generating inlet duct ( 2 ), also controls the second inlet duct ( 2 ') without swirl effect. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehschieber (1) zur Steuerung der beiden Einlaßkanäle (2, 2′) Öffnungen (3, 3′) aufweist, wobei zu­ mindest die in Öffnungsrichtung des Drehschiebers vorne liegende Kante (3′′) der den drallosen Einlaßkanal (2′), steuernden Öffnung (3′) nicht deckungsgleich mit der Be­ grenzung (2′′) der Öffnung des Einlaßkanals (2′) ausgebil­ det ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the rotary valve ( 1 ) for controlling the two inlet channels ( 2 , 2 ') has openings ( 3 , 3 '), with at least the front edge in the opening direction of the rotary valve ( 3rd '') The swirl-free inlet channel ( 2 '), controlling opening ( 3 ') is not congruent with the loading limit ( 2 '') of the opening of the inlet channel ( 2 ') is ausgebil det. 3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehschieber (1) und einem diesen umgebenden Gehäuse (5) ein Luftspalt (7) vorgesehen ist.3. Internal combustion engine according to one of claims 1 or 2, characterized in that an air gap ( 7 ) is provided between the rotary valve ( 1 ) and a surrounding housing ( 5 ).
DE3936263A 1988-11-18 1989-10-31 IC engine with two inlet valves per cylinder - has system to control degree of swirl in air flowing to each valve Withdrawn DE3936263A1 (en)

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