DE69303774T2

DE69303774T2 - Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69303774T2
Application number: DE69303774T
Authority: DE
Inventors: Christian Chapelle; Jean-Francois Duceux; Felix Lefevre
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2013-05-14
Also published as: DE69303774D1; EP0573322A1; EP0573322B1; FR2692007A1; FR2692007B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einlaßvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung einer Einlaßvorrichtung für einen Motor mit mehreren Ventilen pro Zylinder, beispielsweise vom Typ Dieselmotor mit Direkteinspritzung.
Um die bestmögliche Leistung für einen Verbrennungsmotor zu erzielen, ist es insbesondere erforderlich, ein hohes Turbulenzniveau in der Verbrennungskammer jedes Zylinders bei geringen Motordrehzahlen zu erhalten, ohne jedoch die Permeabilität der Einlaßleitungen für die großen Drehzahlen, d.h. die Fähigkeit des leichten Abfließens eines maximalen Gasdurchflusses in diesen Leitungen, zu stark herabzusetzen.
Zu diesem Zweck wurde bereits eine Anordnung vorgeschlagen, nach der jeder Zylinder zumindest zwei Einlaßventile umfaßt, die jeweils in einer Einlaßleitung angeordnet sind, wobei eine in die Verbrennungskammer nach einer im wesentlichen tangentialen Richtung mündet, sodaß eine wirbelbewegung der Einlaßgase hervorgerufen wird. Die andere Einlaßleitung mündet nach einer im wesentlichen radialen Richtung ein und ist im Vorlaufbereich mit zumindest einer Verschlußklappe versehen, die es ermöglicht, den Gasdurchfluß in dieser Leitung zu steuern und insbesondere diesen bei geringen Motordrehzahlen zu unterbrechen, damit der Gasfluß, der von dieser Leitung einmündet, nicht den Wirbeleffekt stört, der durch den Gasfluß hervorgerufen wird, der tangential in die Verbrennungskammer mündet.
Eine Anordnung dieser Art ist beispielsweise in dem Dokument US-A-4.354.463 beschrieben und dargestellt, bei der die Einlaßleitungen in dem Zylinderkopf im wesentlichen Seite anseite verlaufen, wodurch es nicht möglich ist, die gewünschten Eindringrichtungen der Einlaßgase in die Verbrennungskammer zu optimieren, und wodurch es insbesondere nicht möglich ist, den gewünschten starken Wirbeleffekt zu erzielen.
JP-A-61 167 121 beschreibt eine Einlaßvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit zumindest zwei Einlaßventilen.
Um die obenerwähnten Nachteile zu vermeiden, schlägt die Erfindung eine Einlaßvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vor, bestehend aus zumindest einem Zylinder, dessen Verbrennungskammer an ihrem oberen Teil von einem Zylinderkopf begrenzt ist, der über dem Zylinder angeordnet ist und zwei Einlaßleitungen umfaßt, wobei jede von einer einzigen Eintrittsöffnung aus, die in einer Seitenfläche des Zylinderkopfes ausgebildet ist, die im wesentlichen zur Zylinderachse parallel ist, in die Richtung der Verbrennungskammer verläuft, in die sie durch eine einzige Austrittsöffnung mündet, die rechts des Kopfes eines angeschlossenen Einlaßventils ausgebildet ist, und bestehend aus einem Ansaugkrümmer, der an die Seitenfläche des Zylinderkopfes angrenzt und einen ersten Kanal umfaßt, der mit der Eintrittsöffnung einer ersten der beiden Leitungen des Zylinderkopfes verbunden ist und eine Gasdurchflußklappe in dieser ersten Leitung umfaßt, und einen zweiten Kanal umfaßt, der mit der Eintrittsöffnung der zweiten Einlaßleitung des Zylinderkopfes verbunden ist, wobei sich der Endteil dieser zweiten Leitung nach einer tangentialen, im wesentlichen auf eine Ebene senkrechten Richtung erstreckt, welche die Zylinderachse enthält und durch den Mittelpunkt der Austrittsöffnung der zweiten Leitung geht, und wobei die beiden Austrittsöffnungen der Einlaßleitungen auf der einen bzw. der anderen Seite einer Bezugsebene angeordnet sind, die die Zylinderachse enthält und auf die Seitenfläche des Zylinderkopfes senkrecht steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil der ersten Leitung nach einer radialen Richtung verläuft, die in einer Ebene, die die Zylinderachse enthält, enthalten ist, und daß die Mittelpunkte der beiden Entrittsöffnungen der Einlaßleitungen im wesentlichen auf einer zur Zylinderachse parallelen Linie angeordnet sind.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:
- verläuft die zweite Einlaßleitung im wesentlichen in einer horizontalen Ebene, die auf die Zylinderachse senkrecht steht, und befindet sich der Mittelpunkt der Eintrittsöffnung der zweiten Leitung unter dem Mittelpunkt der Eintrittsöffnung der ersten Leitung;
- ist die Linie, auf der sich die Mittelpunkte der beiden Eintrittsöffnungen befinden, in einer Ebene enthalten, die zur Bezugsebene parallel ist, und ist in bezug auf letztgenannte auf derselben Seite wie die Austrittsöffnung der ersten Einlaßöffnung angeordnet;
- verläuft die erste Einlaßleitung von ihrer Eintrittsöffnung aus bis zu ihrem Endteil in der Nähe einer Vertikalebene, die im wesentlichen zur Bezugsebene parallel ist;
- verläuft der Endteil der ersten Einlaßleitung in einer Richtung, die im wesentlichen zur Zylinderachse parallel ist;
- verlaufen die Endteile der ersten bzw. der zweiten Einlaßleitung in zueinander parallelen Ebenen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wobei zum besseren Verständnis auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug zu nehmen ist, wobei:
- Figur 1 eine schematische Draufsicht eines Abschnitts des Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors ist, der erfindungsgemäß ausgeführt ist;
- Figur 2 eine Ansicht im Querschnitt nach der Linie 2-2 des Zylinderkopfes aus Figur 1 ist, an den ein Abschnitt eines Ansaugkrümmers angefügt ist; und
- Figur 3 eine schematische Ansicht ist, die die Seitenfläche von rechts des Zylinderkopfes darstellt, der in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist.
In den Figuren ist schematisch ein Zylinderkopf 10 dargestellt, der auf der Oberseite des Zylinderblocks 12 eines Verbrennungsmotors montiert ist, von dem ein Zylinder 14 mit der Achse A dargestellt ist.
Die Unterseite 16 des Zylinderkopfes 10 wirkt mit dem Zylinder 14 und dem Kolben (nicht dargestellt) zusammen, um die Verbrennungskammer 17 des Zylinders zu begrenzen.
Die Ansaugung der Einlaßgase in die Verbrennungskammer erfolgt mittels zweier Leitungen 1 und 2, die in der Masse des Zylinderkopfes 10 ausgebildet sind.
Die erste Leitung 1 verläuft von ihrer Eintrittsöffnung E1 aus bis zu ihrer Austrittsöffnung 81, die in der Unterseite des Zylinderkopfes 10 ausgebildet ist.
Ebenso verläuft die zweite Leitung 2 von ihrer Eintrittsöffnung E2 aus bis zu ihrer Austrittsöffnung S2.
Die beiden Eintrittsöffnungen E1 und E2 sind in einer Seitenfläche F des Zylinderkopfes 10 ausgebildet, die im wesentlichen zur Achse A des Zylinders 14 parallel ist und auf eine Bezugsebene PO, die die Achse A enthält, senkrecht steht.
Wie in den Figuren 1 und 3 festzustellen ist, befinden sich die Mittelpunkte CE1 und CE2 der Eintrittsöffnungen E1 und E2 auf derselben Vertikallinie L, die in einer Ebene P4 enthalten ist, die zur Bezugsebene PO parallel und seitlich in bezug auf diese versetzt ist.
Die Mittelpunkte CS1 und CS2 der Austrittsöffnungen S1 und S2 sind im wesentlichen symmetrisch auf beiden Seiten der Bezugsebene PO angeordnet.
Der erste Teil, oder Vorlaufteil, der ersten Leitung 1 verläuft von der Eintrittsöffnung E1 aus im wesentlichen in der Vertikalebene P4.
Der Endteil, oder Nachlaufteil, der ersten Leitung 1 verläuft in einer Radialrichtung, die in einer Ebene P1 enthalten ist, welche die Achse A des Zylinders 14 enthält.
Wie in Figur 2 zu sehen, verläuft der Endteil der ersten Leitung 1 in einer Vertikalrichtung, die im wesentlichen zur Achse A des Zylinders parallel ist, sodaß sie in die Verbrennungskammer parallel zu dieser Achse mündet.
Die zweite Einlaßleitung 2 verläuft insgesamt im wesentlichen in einer Horizontalebene, die auf die Achse A des Zylinders 14 senkrecht steht.
Von ihrer Eintrittsöffnung E2 aus, die sich unterhalb der Eintrittsöffnung E1 befindet, biegt sich die zweite Einlaßleitung 2 nach innen, quert die Bezugsebene PO und endet mit einem Endteil, der in einer Richtung verläuft, die in einer Ebene P2 enthalten ist, die auf eine Ebene P3 senkrecht steht, diedie Achse A des Zylinders 14 enthält.
Der Endteil der zweiten Einlaßleitung 2 mündet somit auf im wesentlichen tangentiale Art und Weise in das Innere der Verbrennungskammer, um hier einen Wirbeleffekt hervorzurufen.
Die Ebenen P1 und P2, in denen die Richtungen der Endteile der ersten bzw. der zweiten Einlaßleitungen 1 bzw. 2 verlaufen, sind zueinander im wesentlichen parallel.
Nach einer bekannten Anordnung ist der Zylinderkopf 10 an einen Ansaugkrümmer 18 angeschlossen, der beispielsweise mittels eines Flansches 20 auf der Seitenfläche F des Zylinderkopfes befestigt ist und einen ersten Kanal 21 und einen zweiten Kanal 22 umfaßt.
Eine gesteuerte Verschlußvorrichtung, beispielsweise mit Klappe 24, ist in dem ersten Kanal 21 angeordnet, dessen Ausgang mit der Eintrittsöffnung El der ersten Einlaßleitung verbunden ist.
Der Ausgang des zweiten Kanals 22 ist mit der Eintrittsöffnung E2 der zweiten Einlaßleitung 2 verbunden.
Die Klappenvorrichtung 24 wird beispielsweise durch einen Schrittmotor, dessen Rotation durch eine elektronische Steuervorrichtung beispielsweise nach einer Ansaug- und Zündungskartographie geregelt wird, insbesondere dermaßen gesteuert, daß sie bei geringen Drehzahlen oder geringen Motorlasten geschlossen ist, bei denen es wünschenswert ist, den Durchfluß der Einlaßgase in der zweiten Einlaßleitung 2 zu bevorzugen, sodaß sie in die Verbrennungskammer mit einem starken Wirbeleffekt eindringen.
Die Erfindung findet insbesondere bei einem Motor mit vier Ventilen pro Zylinder, beispielsweise bei einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung, Anwendung, bei dem die Einlaßventile in bezug auf die Zylinderachse sehr außermittig angeordnet sind.

Claims

1. Einlaßvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus zumindest einem Zylinder (14), dessen Verbrennungskammer an ihrem Oberteil von einem Zylinderkopf (10) begrenzt wird, der über dem Zylinder (14) angeordnet ist und zwei Einlaßleitungen (1, 2) umfaßt, wobei jede von einer einzigen Eintrittsöffnung (E1, E2) aus, die in einer Seitenfläche (F) des Zylinderkopfes (10), die im wesentlichen zur Achse (A) des Zylinders (14) parallel ist, angeordnet ist, in Richtung der Verbrennungskammer verläuft, in die sie durch eine einzige Austrittsöffnung (81, 82) mündet, welche rechts des Kopfes eines angeschlossenen Einlaßventils ausgebildet ist, und bestehend aus einem Ansaugkrümmer (18), der an die Seitenfläche (F) des Zylinderkopfes (10) angrenzt und einen ersten Kanal (21), der mit der Eintrittsöffnung (El) einer ersten (1) der beiden Leitungen (1, 2) des Zylinderkopfes (10) verbunden ist und der mit einer Klappe (24) für die Steuerung des Gasdurchflusses in dieser ersten Leitung (1) versehen ist, und einen zweiten Kanal (22) umfaßt, der mit der Eintrittsöffnung (E2) der zweiten Einlaßleitung (2) des Zylinderkopfes (10) verbunden ist, wobei der Endteil dieser zweiten Leitung nach einer Tangentialrichtung (P2) verläuft, die im wesentlichen auf eine Ebene (P3) senkrecht steht, die die Achse (A) des Zylinders (14) enthält und durch den Mittelpunkt (C52) der Austrittsöffnung (S2) der zweiten Leitung (2) geht, und wobei die beiden Austrittsöffnungen (81, 82) der Eintrittsleitungen (1, 2) auf der einen bzw. der anderen Seite einer Bezugsebene (PO) angeordnet sind, die die Achse (A) des Zylinders (14) enthält und auf die Seitenfläche (F) des Zylinderkopfes (10) senkrecht steht, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Endteil der ersten Leitung (1) nach einer Radialrichtung verläuft, die in einer Ebene (P1) enthalten ist, die die Achse (A) des Zylinders (14) enthält, und

b) daß die Mittelpunkte (CE1, CE2) der beiden Eintrittsöffnungen (E1, E2) der Einlaßleitungen (1, 2) im wesentlichen auf einer Linie (L) angeordnet sind, die zur Achse (A) des Zylinders (14) parallel ist.

2. Einlaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einlaßleitung (2) im wesentlichen in einer Horizontalebene verläuft, die auf die Achse (A) des Zylinders senkrecht steht, und daß der Mittelpunkt (CE2) der Eintrittsöffnung (E2) der zweiten Leitung (2) unterhalb des Mittelpunktes (CEL) der Eintrittsöffnung (El) der ersten Einlaßleitung (1) angeordnet ist.

3. Einlaßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie (L), auf der sich die Mittelpunkte (CE1, CE2) der beiden Eintrittsöffnungen (E1, E2) der Einlaßleitungen befinden, in einer Ebene (P4) enthalten ist, die zur Bezugsebene (PO) parallel ist und in bezug auf letztgenannte auf derselben Seite wie die Austrittsöffnung (S1) der ersten Leitung (1) angeordnet ist.

4. Einlaßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einlaßleitung (1) von ihrer Einlaßöffnung (E1) aus bis zu ihrem Endteil in einer Vertikalebene (P4) verläuft, die im wesentlichen parallel zur Bezugsebene (PO) ist.

5. Einlaßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil der ersten Einlaßleitung (1) entlang einer Richtung verläuft, die im wesentlichen zur Achse (A) des Zylinders (14) parallel ist.

6. Einlaßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile der ersten und der zweiten Einlaßleitung (1, 2) in Ebenen (P1, P2) verlaufen, die zueinander parallel sind.