DE4445412A1 - Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei im Zylinderkopf angeordneten Einlaßventilen pro Zylinder - Google Patents
Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei im Zylinderkopf angeordneten Einlaßventilen pro ZylinderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Einlaßkanalsystem für eine
fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei im
Zylinderkopf angeordneten Einlaßventilen pro Zylinder ge
mäß den weiteren im Oberbegriff des ersten Patentan
spruchs genannten Merkmalen.
Ein Einlaßkanalsystem für Brennkraftmaschinen dieser Art
ist mit DE 43 08 805 beschrieben. Nachteilig bei diesem
bekannten Einlaßkanalsystem ist, daß bei Anwendung an ei
nem Ottomotor mit einer Zweistrahleinspritzdüse immer
auch in den gedrosselten Nebeneinlaßkanal eingespritzt
wird. Um ein Aufstauen des Kraftstoffes in diesem Neben
einlaßkanal zu vermeiden, muß der Drehschieber teilweise
geöffnet bleiben. Jedoch ist die dabei verbleibende of
fene Fläche im Kanal nicht in jedem Falle an der geeig
netsten Stelle des Kanals. Dadurch kann es zu einem uner
wünschten Aufstauen des Kraftstoffes bzw. zu verstärkten
Wandanlagerungen vor dem Drehschieber kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten
Nachteile zu beseitigen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im ersten
Patentanspruch genannten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der
Erfindung sind durch die Merkmale der weiteren Ansprüche
dargestellt.
Durch die Erfindung kann ein Stau des Kraftstoffs in dem
vom Drehschieber gesteuerten Nebeneinlaßkanal sicher ver
mieden werden. In dem an der tiefsten Stelle des Neben
einlaßkanals befindlichen Durchlaß stellt sich infolge
seines relativ geringen Querschnitts eine hohe Strömungs
geschwindigkeit ein, die für ein sicheres mechanisches
Zerstäuben des Kraftstoffs sorgt. Trotzdem bleibt die ge
wünschte Drosselwirkung des Drehschiebers für den Aufbau
der angestrebten Strömungsverhältnisse im Brennraum er
halten.
Wird der Durchlaß als Bohrung im Körper des Drehschiebers
ausgeführt, dann kann durch die Richtung der Bohrung ein
gezielter Strahl von angefettetem Gemisch in den Brenn
raum gebracht werden, mit dem z. B. der Bereich um eine
Zündkerze besonders versorgt werden kann.
Mit besonders geringem Bauaufwand ist der Durchlaß als
nach unten offene Kerbe im Körper des Drehschiebers her
stellbar.
Damit die rage der Bohrung und der Querschnitt der Kerbe
bei allen Betriebsbedingungen gleich bleiben, ist der
Körper des Drehschiebers durch eine sich am Zylinderkopf
abstützende Feder gegen den Ventilsitz vorgespannt. Damit
werden in vorteilhafter Weise Schwingungen des Drehschie
bers sowohl in seiner axialen Richtung als auch in Dreh
richtung gedämpft.
Der federnd vorgespannte Drehschieber zeigt Selbsthemmung
in allen Stellungen durch die Reibkräfte am der Feder ge
genüberliegenden Sitz. Dadurch bleiben die Betätigungs
teile im Ruhezustand kräftefrei. Die Auslegung kann so
erfolgen, daß diese Reibkräfte die Schwingungen der Dreh
schieber um ihre Drehachse dämpfen. Die federnde Vorspan
nung verhindert Klemmen bei thermischer Ausdehnung in
axialer Richtung. Das radiale Spiel kann, gegenüber einer
Ausführung ohne Feder, größer gewählt werden.
Als besonders vorteilhaft kann eine Tellerfeder zwischen
einem Kragen des Zylinderkopfes und dem oberen Ende des
Körpers des Drehschiebers verwendet werden, da sie wenig
Bauraum erfordert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an
hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf einer
Brennkraftmaschine entlang der Mittellinie
eines Einlaßventils eines Nebeneinlaßkanals;
Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf die Ein
laßkanalanordnung der Brennkraftmaschine
nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht, schematisiert, in die Einlaß
kanäle nach Fig. 1 entlang der Mittellinie
in Hauptströmungsrichtung.
In einem Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine sind für
jeden Brennraum 2 mindestens zwei Einlaßventile 3, 4 und
mindestens ein Auslaßventil vorgesehen. Eines der Einlaß
ventile 3 steuert einen Hauptansaugkanal 5. Ein anderes
Einlaßventil 4 steuert einen Nebeneinlaßkanal 6. Die
Einlaßventile 3, 4 werden von einer im Zylinderkopf 1
gelagerten Nockenwelle 7 über nicht dargestellte Tassen
stößel betätigt, die in Stößelführungen 8 des Zylinder
kopfes 1 verschiebbar gelagert sind. Unterhalb des Brenn
raumes 2 ist ein Zylinder angeordnet, in dem in an sich
bekannter Weise ein Hubkolben dichtend gleitet und so
einen Arbeitsraum bildet. Beim Füllen des Arbeitsraumes
mit Frischgas sind das Einlaßventil 3 des Hauptansaugka
nals 5 und das Einlaßventil 4 des Nebenansaugkanals 6
geöffnet. Um das Einlaßventil 4 des Nebeneinlaßkanals 6
herum ist ein walzenförmiger Drehschieber 9 angeordnet,
der an der einen Stirnseite 10 mit einem Lager 11 im
Zylinderkopf 1 drehbar gelagert ist. Das Lager 11 ist auf
dem Drehschieber 9 fixiert und stellt gegenüber dem
Zylinderkopf 1 ein Loslager dar. Das obere Lager 11
erfüllt somit nur radiale Führungsaufgaben. Die andere
Stirnseite 14 des Drehschiebers 9 ist unmittelbar benach
bart einem Ventilsitzring 15, an welchem der Teller des
Einlaßventils 4 im geschlossenen Zustand aufliegt. Eine
Tellerfeder 16 zwischen der oberen Stirnseite 10 des
Drehschiebers 9 und einem Kragen 17 des Zylinderkopfes 1
hält den Drehschieber 9 in Anlage mit dem Ventilsitzring
15. Der Drehschieber 9 hat an seinem Umfang 18 ein Fen
ster 19, welches in einer Offenstellung des Drehschiebers
9 in seiner Kontur dem Querschnitt des Nebeneinlaßkanals
6 angeglichen ist. Diesem Fenster 19 schließt sich im
Inneren des Drehschiebers 9 ein Kanalabschnitt 20 an,
welcher dem Strömungsverlauf des Nebeneinlaßkanals 6
folgt und der mit seiner Wandung den Gasstrom des Frisch
gases führt, solange der Drehschieber 9 den Nebeneinlaß
kanal 6 freigibt. Im Bereich des Lagers 11 ist am Umfang
des Drehschiebers 9 eine Verzahnung 22 eingebracht, in
welche eine im Zylinderkopf 1 verschiebbar gelagerte
Zahnstange 23 eingreift. Die Zahnstange 23 hat einen
runden Querschnitt und ist in einer entsprechenden Boh
rung des Zylinderkopfes 1 geführt, welche sich über die
Länge des Zylinderkopfes 1 erstreckt, so daß bei mehreren
Zylindern die Drehschieber 9 aller Zylinder von nur einer
Zahnstange 23 beaufschlagt sind. An einem Ende der Zahn
stange 23 greift ein Stellmotor an, welcher die Zahn
stange 23 in ihrer Lagerung im Zylinderkopf 1 zu ver
schieben vermag. Der Stellmotor ist vorzugsweise als
Elektromotor mit einem daran befindlichen Schraub- oder
Schneckenantrieb ausgeführt. Er kann aber auch als elek
trischer Linearmotor oder als druckbeaufschlagte Dose
ausgeführt sein. Der Stellmotor ist angesteuert von einem
Rechner, welcher als Eingangsgrößen Daten der Brennkraft
maschine wie Last, Drehzahl, Temperatur, Laständerungsge
schwindigkeit sowie bei Verwendung der Brennkraftmaschine
als Fahrzeugantriebsmotor fahrzeugspezifische Daten wie
z. B. die Fahrgeschwindigkeit zugeführt erhält und der
daraus einen Wert ermittelt, welcher analog der erforder
lichen Drosselung des Nebenansaugkanals 6 ist. Dieser
Wert wird vom Stellmotor in einer Längsverschiebung der
Zahnstange 23 umgesetzt. Durch die Längsverschiebung wird
der Drehschieber 9 mehr oder weniger verdreht und er
drosselt damit gleichfalls mehr oder weniger den Gas
durchlaß durch den Nebenansaugkanal 6. In vielen Anwen
dungsfällen wird es ausreichend sein, eine Zweipunktrege
lung vorzusehen, bei welcher der Drehschieber 9 den
Nebeneinlaßkanal 6 entweder freigibt oder teilweise
verschließt. Der Drehschieber 9 weist in geschlossenem
Zustand an der geometrisch tiefsten Stelle des Nebenein
laßkanals 6 einen Durchlaß 24 auf, der im Querschnitt
wesentlich geringer als der Querschnitt des Nebeneinlaß
kanals 6 ist. Fig. 3 zeigt die Querschnitte des Hauptein
laßkanals 5 sowie des Nebeneinlaßkanals 6, wobei im
Nebeneinlaßkanal 6 der Querschnitt durch den Drehschieber
9 bis auf eine kleine Restfläche 25 verschlossen ist. An
der tiefsten Stelle des Nebeneinlaßkanals 6 ist der
Durchlaß 24 erkennbar, welcher auch und besonders bei
vollständigem Abschiebern des Nebeneinlaßkanals 6 durch
den Drehschieber 9 offen bleibt.
Eine Zentraleinspritzdüse 26 versorgt sowohl den Haupt
einlaßkanal 5 als auch den Nebeneinlaßkanal 6 mit Kraft
stoff. Wird im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine der
Nebeneinlaßkanal 6 abgeschiebert, dann wird trotzdem von
der Zweistrahleinspritzdüse 26 Kraftstoff vor den Dreh
schieber 9 gespritzt. Diese Kraftstoffmenge, die für den
Aufbau eines stöchiometrischen Gemisches im Brennraum 2
benötigt wird, kann durch den Durchlaß 24 passieren. Sie
wird von der im Durchlaß 24 mit hoher Geschwindigkeit
strömenden Luft mitgerissen und mechanisch gut zerstäubt.
Trotzdem baut sich im Brennraum 2 die mit dem Pfeil 27
angedeutete gewünschte Strömung auf, da der Querschnitt
des Durchlasses 24 nicht ausreichend groß ist, eine Stö
rung der Hauptströmung auszulösen. Die hohe Strömungsge
schwindigkeit und die Strömungsrichtung in den Durchläs
sen 24 und 25 macht es bei entsprechender Ausbildung je
doch möglich, daß z. B. der Bereich um die Zündkerze 28
mit einem besonders angefetteten Ladungsanteil durch ei
nen gerichteten Strahl aus dem Durchlaß 24 versorgt wer
den kann, so daß z. B. bei Magerbetrieb der Brennkraftma
schine trotzdem gutes Zündverhalten auch bei niedriger
Teillast erhalten bleibt.
Claims (7)
1. Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brenn
kraftmaschine mit zwei oder mehr im Zylinderkopf an
geordneten Einlaßventilen pro Zylinder, wobei jedem
Einlaßventil ein Einlaßkanal zugeordnet ist und je
weils mindestens ein Nebeneinlaßkanal mit einer re
gelbaren Drosseleinrichtung versehen ist, die als
rohrförmiger Drehschieber ausgebildet ist, wobei der
Drehschieber koaxial zu dem Einlaßventil des Neben
einlaßkanals drehbar gelagert ist, radial mit einem
Fenster an den Nebeneinlaßkanal anschließt und mit
einer axialen Öffnung nahe des Ventilsitzes des Ein
laßventils angeordnet ist und zwischen dem radialen
Fenster und der axialen Öffnung eine dem Strömungs
verlauf des durchströmenden Gases angepaßte Wandung
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschie
ber (9) bei geschlossener Position an der geome
trisch tiefsten Stelle und/oder an wandnahen Berei
chen des Nebeneinlaßkanales (6) einen Durchlaß (24)
mit gegenüber dem Kanalquerschnitt geringem Quer
schnitt aufweist.
2. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchlaß (24) durch eine oder meh
rere Bohrungen im Körper des Drehschiebers (9) ge
bildet ist, die auf dem in den Kanalquerschnitt ge
drehten Mantel des Drehschiebers (9) angeordnet
sind.
3. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchlaß (24) durch eine oder meh
rere nach unten offene Kerben im Körper des Dreh
schiebers (9) gebildet ist.
4. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchlaß (24) sowohl durch Bohrun
gen als auch durch nach unten offene Kerben im Kör
per des Drehschiebers (9) gebildet ist.
5. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Ende
des Körpers des Drehschiebers (9) und einem Kragen
(17) des Zylinderkopfes (1) eine Feder (16) vorgese
hen ist.
6. Einlaßkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren
Ende des Körpers des Drehschiebers (9) und dem Ven
tilsitzring (15) eine Feder vorgesehen ist.
7. Einlaßkanalsystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder (16) eine Tellerfeder ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4445412A DE4445412C2 (de) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in einem Zylinderkopf angeordneten Hub-Einlaßventilen pro Zylinder |
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DE4445412A DE4445412C2 (de) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in einem Zylinderkopf angeordneten Hub-Einlaßventilen pro Zylinder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4445412A1 true DE4445412A1 (de) | 1996-06-27 |
DE4445412C2 DE4445412C2 (de) | 1998-11-12 |
Family
ID=6536349
Family Applications (1)
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DE4445412A Expired - Fee Related DE4445412C2 (de) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Einlaßkanalsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens zwei in einem Zylinderkopf angeordneten Hub-Einlaßventilen pro Zylinder |
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Country | Link |
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- 1994-12-20 DE DE4445412A patent/DE4445412C2/de not_active Expired - Fee Related
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